細胞外カルシウムシグナルの細胞内情報伝達機構とその標的(細胞膜カルシウムレセプターからカルシウム反応性DNAエレメントまで)

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03454511
• Research Institution: Japanese Foundation For Cancer Research
• Principal Investigator: 尾形 悦郎 財団法人癌研究曾, 癌研究所, 部長 (70013761)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡崎 具樹 東京大学保健センター, 講師 (60203973)
• Keywords: カルシウム / 転写因子 / 副甲状腺ホルモン(PTH)

Research Abstract

副甲状腺ホルモン(PTH)は、生体の細胞外カルシウム(Ca)濃度の恒常性のために重要な役割を担っており、そのために外液CaによるPTH分泌の抑制が厳格に作動している。この抑制を持続的に維持するために、外液CaによるPTH遺伝子の転写抑制が必要となる。この遺伝子発現調節機構に、本遺伝子上流にある短いDNAエレメント(nCaRE)と、種々の組織に普遍的に存在してnCaREと結合する核内転写因子(nCaREB)が関わる。この転写因子nCaREBのクローニングを試み、refl(還元因子)という核蛋白を単離した。このreflは、DNA複製における修復酵素及び、種々の転写因子のDNA結合活性を増強する作用を持つことが知られていたが、【.encircled1.】reflは、nCaREの配列特異的に結合するDNA結合蛋白で、【.encircled2.】細胞外液Ca濃度の上昇に伴い、reflのmRNA及び蛋白は、共にその量が増加する。その程度は外液CaによるnCaREBのnCaRE結合活性の増加の程度と同様である。【.encircled3.】アンチセンスrefl cDNAを導入してrefl蛋白量を著減させた細胞では、nCaREを介する外液Caによる転写抑制が消失していた。これらの結果から細胞外液Caによる、PTH遺伝子を初めとするnCaREを有する遺伝子転写抑制に核蛋白reflが直接関与する、すなわちreflがnCaREBであることが証明された。さらにreflがnCaREBとして100%機能するためには少なくとももう一つの核蛋白とreflとの蛋白‐蛋白interactionが必要であること、細胞外Ca濃度の変動の情報が、細胞内・核内に伝搬されるための第1関門が、最近同定されたCaセンサー蛋白である可能性があることを確認した。nCaREを持つ遺伝子の中には、細胞外液Caばかりでなく浸透圧上昇や血流によるshear stressによってもその分泌、生合成が抑制されるものがあり、reflのパートナーを同定することにより、外液Ca及び浸透圧による転写調節機構にさらに迫ることが期待される。

Research Products

• [Publications] Okazaki,T.et al.: "Conserved mechanism of negative gene regultation by extracellular calcium - parathyroid hormone gene versus atrial natriuretic polypeptide gene。" J.Clin.Invest.89. 1268-1273 (1992)
• [Publications] Okazaki,T.et al.: "Redox factor protein,refl,is involved in negative gene regulation by extraclellular calcium." J.Bone & Mineral Res.8. S194- (1993)
• [Publications] 岡崎 具樹 ほか: "カルシウムによる遺伝子発現調節機構" 内分泌学の進歩. 10. 102-120 (1992)
• [Publications] Igarashi,T.et al.: "A New Mode for Ca^<2+> Regulation Ed.K.Kohama" Japan Scientific Societies Press/CRC Press, 205(129-143) (1992)
• [Publications] Okazaki,T.et al.: "Progress in Endocrinology Eds.R.Mornex et al." Parthenon Publishing, 856(PP407-410) (1993)