トランスジェニックマウスを用いた尿素サイクル酵素異常症の研究

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01619506
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 森 正敬 熊本大学, 医学部, 教授 (40009650)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 滝口 正樹 熊本大学, 医学部, 講師 (40179578)
• Keywords: 尿素サイクル / 尿素サイクル酵素異常症 / トランスジェニックマウス / オルニチントランスカルバミラ-ゼ / アルギナ-ゼ / エンハンサ- / プロモ-タ-

Research Abstract

アミノ酸代謝により生じた有毒なアンモニアは尿素サイクルの働きにより尿素へと転換され解毒される。尿素サイクルは5種類の酵素から構成されるが、各々の酵素について先天性の欠損症が知られており、いずれもアンモニアの解毒不全から先天性高アンモニア血症を来たす。現在のところ有効な治療法がなく、遺伝子治療法の開発に期待がかけられている。このためには出生後の個体の肝臓に遺伝子を導入するための技術の開発が必要であるが、これと並行して、導入する遺伝子が肝臓において適切に発現する条件を検討することが重要である。トランスジェニックマウスは哺乳類の個体に遺伝子を導入する最もよい系であり、この系を用いて肝臓において尿素サイクル酵素を高レベルに発現させることを目指して実験を行い、以下の結果を得た。
1.オルニチントランスカルバミラ-ゼは尿素サイクルの2番目の酵素である。ラットの本酵素遺伝子のプロモ-タ-領域1.3Kbにラット酵素cDNSを融合した遺伝子を導入したトランスジェニックマウスを作成すると、本来の遺伝子と同じ組織特異性(肝と小腸)をもって発現するが肝臓における発現が悪かった。小腸ではmRNAの上昇に対応して酵素活性の上昇が見られた。またトランスジ-ンの発現は発生段階特異的に見られた。培養肝癌細胞への導伝子導入法を用いて5^1上流11Kb付近に肝癌細胞特異的なエンサンハ-を発見した。現在このエンハンサ-を含む組換え体を作成しトランスジェニックマウスを作成中である。
2.アルギナ-ゼは尿素サイクルの最後の酵素である。in vitro転写系を用いてラットアルギナ-ゼ遺伝子のプロモ-タ-領域の解析を行ったところ、5^1上流-90bから-50bの領域が重要であり、複数の核蛋白質結合部位が見出された。

Research Products

• [Publications] Murakami,Takashi: "Tissue-and developmental stage-specific expression of the rat ornithine carbamoyltransferase gene in transgenic mice" Develop.Genet.10. 393-401 (1989)
• [Publications] Matsubasa,Tadashi: "Structure of the rat argininosuccinate lyase gene:Close similarity to chicken δ-crystallin genes" Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 86. 592-596 (1989)
• [Publications] Murakami,Takashi: "Promoter and 11-kilobase upstream enhancer elements respensidle for hepatoma cell-specific expression of the rat ornithine transcarbamylase gene" Mol.Cell.Biol. (1990)
• [Publications] 西依淳: "尿素サイクル酵素遺伝子の構造、発現、異常" 代謝臨時増刊号「先端の医生物学とバイオサイエンス」. (1990)