血管内皮細胞の臓器特異的な遺伝子発現制御機構のシステム的解析

• Project/Area Number: 16790047
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Biological pharmacy
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 南 敬 東京大学, 先端科学技術研究センター, 科学技術振興特任教員(特任助教授) (00345141)
• Project Period (FY): 2004 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000); Fiscal Year 2005: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2004: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
• Keywords: 血管内皮細胞 / 網羅的遺伝子マイクロアレイ / Hprt-locus transgenicマウス / 内皮多様性 / VCAM-1 / 低酸素応答 / 転写発現 / IL-4 / DSCR-1 / VEGF / thrombin / microarray / angiogenesis / 炎症

Research Abstract

ヒト脳血管毛細血管内皮、及び皮膚毛細血管内皮細胞を用いて低酸素刺激を加えることによる遺伝子変動を全ゲノムが網羅されたマイクロアレイを用いて包括的に追跡したところ、脳血管内皮で特異的に誘導されるものは88遺伝子存在し、脳ダメージに応答するRas induced senescence-1やERストレス応答性遺伝子が顕著に認められた。一方皮膚血管内皮選択的な誘導遺伝子は150存在し、PAI-1やPDGFが含まれた。これに対し、両内皮で共通に誘導される遺伝子は少数であり(34遺伝子)、その中に血管新生を強く誘起するVEGFやAngiopoietin-like 4が存在することが特徴的であった。このことから低酸素応答性においても内皮多様性が存在していることが示唆された。また低酸素後、常酸素下に2時間戻すことにより、急性期応答因子であるEgr-1,AP-1を除きほとんどの遺伝子の誘導がベースラインにまで下降することから、低酸素応答の多くが、代謝回転の速いHIF-1/2によって制御される可能性が示唆された。また皮膚毛細血管ではSTAT6の発現が低く、そのことがIL-4応答性が他臓器血管内皮(臍帯静脈、冠状動脈、肺動脈)に比べ乏しい一つの原因になっていることが、炎症に深く関わるVCAM-1遺伝子の誘導をマーカーとして追跡することにより明らかとなった。このことをin vivoで確認するため、マウスのVCAM-1 promoter 3kb,8kbの下流にlacZマーカーを繋いだコンストラクトをHprt-locusに組み込んだ組み換えES細胞を単離し、これらのTargetedトランスジェニックマウスの作製に着手した。現在chimeraマウスの状態であるが、今後LPSやVEGF刺激後、どの臓器血管内皮により強くVCAM-1が誘導されるのか、又それがpromoter上のどこに起因するのか明らかになると思われる。

Research Products

• [Journal Article] Endothelial cell gene regulation (2005)
  • Author(s): Minami, T., Aird, W.C.
  • Journal Title: Trends Cardiovasc Med. 15(5) Pages: 174-184
• [Journal Article] Preconditioning of primary human endothelial cells with inflammatory mediators alters the"set point"of the cell. (2005)
  • Author(s): Wada Y, Otu H, Wu S, Abid MR, Okada H, Libermann T, Kodama T, Shih SC, Minami T, Aird WC.
  • Journal Title: FASEB.J. 19(13) Pages: 1914-1916
• [Journal Article] A simple method of isolating mouse aortic endothelial cells. (2005)
  • Author(s): Kobayashi M, Inoue K, Warabi E, Minami T, Kodama T.
  • Journal Title: J.Atheroscler.Thromb. 12(3) Pages: 138-142
  • NAID: 10018365747
• [Journal Article] Depolarization of neural cells induces transcription of the Down syndrome critical region 1 isoform 4 via a calcineurin/nuclear factor of activated T cells-dependent pathway. (2005)
  • Author(s): Cano E, Canellada A, Minami T, Iglesias T, Redondo JM.
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 280(33) Pages: 29435-29443
• [Journal Article] トランスクリプトーム解析における血管内皮細胞シグナル伝達研究 (2005)
  • Author(s): 南 敬, 児玉龍彦
  • Journal Title: 実験医学「シグナル伝達研究2005-06」 23・11 Pages: 144-154
• [Journal Article] トロンビンによる血管内皮細胞の転写調節制御 (2005)
  • Author(s): 南 敬
  • Journal Title: 血管医学 6(3) Pages: 19-29
• [Journal Article] 血管新生因子のトランスクリプトーム解析 (2005)
  • Author(s): 南 敬
  • Journal Title: 血管医学 6 Pages: 31-40
• [Journal Article] VEGF- and thrombin-induced termination factor, down syndrome critical region-1, attenuates endothelial cell proliferation and angiogenesis (2004)
  • Author(s): Minami, T, Horiuchi, K., Miura, M., Abid, R., Takabe, W., Kohro, T., Ge, X., Aburatani, H., Hamakubo, T., Kodama, T., Aird, W.C.
  • Journal Title: J Biol Chem. 279 Pages: 50537-50554
• [Journal Article] Interaction between Hex and GATA transcription factors in vascular endothelial cells inhibits flk-1/KDR-mediated VEGF signaling. (2004)
  • Author(s): Minami, T., Murakami, T., Horiuchi, K., Miura, M., Noguchi, T., Miyazaki, J.I., Hamakubo, T., Aird, W.C., Kodama, T.
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 279 Pages: 20626-20635
• [Journal Article] Thrombin and Phenotype Modulation of the Endothelium (2004)
  • Author(s): Minami, T., Sugiyama, A., Wu, SQ., Abid, R., Kodama, T., Aird, W.C.
  • Journal Title: Arterioscler.Thromb.Vasc.Biol. 24 Pages: 41-53
• [Journal Article] トロンビンを介する内皮細胞の機能調節 (2004)
  • Author(s): 南 敬
  • Journal Title: ATVB 日本語版 9 Pages: 16-31
• [Book] Endothelial Biomedicine (2006)
  • Author(s): Minami, T
  • Publisher: Cambridge Press(出版予定)
• [Book] Endothelial Biomedicine (2005)
  • Author(s): Minami, T
  • Publisher: Cambridge Press(出版予定)
• [Patent(Industrial Property Rights)] 癌の治療および治療薬 (2005)
  • Inventor(s): 南 敬
  • Industrial Property Rights Holder: 南 敬, 児玉 龍彦, 浜窪 隆雄, 岩成 宏子
  • Filing Date: 2005-02-24
• [Patent(Industrial Property Rights)] 癌の治療および治療薬 (2005)
  • Inventor(s): 南 敬
  • Industrial Property Rights Holder: 南 敬, 児玉 龍彦, 浜窪 隆雄, 林 昌弘, 岩成 宏子
  • Filing Date: 2005-02-24