電極-細胞間シンクロナイゼーションに基づく細胞内情報ネットワーク制御系の構築

Research Project

Project/Area Number	11167226
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Science and Engineering
Research Institution	Tokyo Institute of Technology
Principal Investigator	相澤益男東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 教授 (00016742)
Project Period (FY)	1999 – 2002
Project Status	Completed (Fiscal Year 2000)
Budget Amount *help	¥12,700,000 (Direct Cost: ¥12,700,000) Fiscal Year 2000: ¥7,400,000 (Direct Cost: ¥7,400,000) Fiscal Year 1999: ¥5,300,000 (Direct Cost: ¥5,300,000)
Keywords	グリア細胞 / 繊維芽細胞 / 電気刺激 / hsp70プロモーター / ルシフェラーゼ / 環境応答細胞 / NGF / c-jun / c-fos / PKC / 遺伝情報発現
Research Abstract	「電極-細胞間シンクロナイゼーションに基づく細胞内情報ネットワーク制御系の構築」を目的とし、電気刺激にシンクロナイズして活性化する遺伝子プロモーターを同定した。低周波微小電圧刺激によって細胞内の遺伝子発現が活性化される現象は、種々の細胞について認められる。また、電気刺激に応答して活性化されるプロモーターも見出されるようになった。このなかで、hsp70プロモーターは、電気刺激応答性のプロモーターであることが見出された。すなわち、低周波微小電圧で細胞を刺激すると、hsp70プロモーターが活性化され、刺激後6時間後に転写されたmRNA量が最大となることを見出した。このプロモーターの活性化により、HSP70タンパク質の産生を誘導できることが確認された。そこで、hsp70プロモーターの下流にルシフェラーゼ遺伝子を挿入したプラスミドpLHSEU4を構築し、このプラスミドで形質転換したマウス繊維芽細胞に電気刺激を印加して、レポーター遺伝子ルシフェラーゼの発現誘導を検討した。その結果明らかにルシフェラーゼの発現は、電気的刺激によって活性化された。しかも、熱刺激よりも、電気的刺激によってhsp70の発現は顕著に増大した。また印加する電位強度や印加時間の変化に応答して、発現するルシフェラーゼ活性量も変化することが見出された。以上の例によって代表されるように、電気刺激などの物理的刺激に応答するプロモーターをプラスミドに導入することによって種々の刺激に応答する「環境応答細胞」を構築できることが示された。