アルビニズム(先天性白皮症)の本態に関する分子生物学的研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05253202
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 柴原 茂樹 東北大学, 医学部, 教授 (70206142)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 裕行 東北大学, 医学部, 助手 (10235997) ; 富田 靖 東北大学, 医学部, 講師 (70108512)
• Keywords: チロシナーゼ / チロシナーゼ関連蛋白 / メラニン / エンハンサー / 遺伝子発現 / アルビニズム

Research Abstract

眼皮膚型先天性白皮症(OCA)は常染色体性劣性の代謝異常疾患であり、全身のメラニン色素の減少による典型的な症状(色白、白髪、赤色瞳孔)を呈する。我々はすでに、OCAの病因がメラニン合成の律速酵素であるチロシナーゼの構造遺伝子の変異によることを明らかにした。しかし、チロシナーゼ遺伝子の転写に重要な領域がまだ決定されていないため、未だ当該遺伝子の転写領域の変異の報告はない。一方、チロシナーゼ以外に、メラニン生成に関与する二つのチロシナーゼ関連酵素(TRP1とTRP2)が知られており、それらの機能異常により発症するOCAの存在も示唆されている。そこで、チロシナーゼ蛋白ファミリーの発現制御機構を総合的に解析し、以下のような成果を得た。
1)我々はすでに39bpから成るエンハンサー領域を転写開始点より約2kb上流に見いだしており、この39bpをさらに詳細に解析した。すなわち、ホタルのルシフェラーゼ遺伝子をレポーターとして持つエンハンサー解析用の発現ベクターにチロシナーゼ遺伝子のエンハンサーを組み込み、HeLa細胞とメラニン合成という形質を維持しているMeWoヒトメラノーマ細胞に導入・発現させ、同遺伝子のエンハンサーを決定した。また、エンハンサー領域に種々の塩基置換を導入して、色素細胞特異的な発現に必須な塩基配列を決定した。さらに、同色素細胞特異的エンハンサーに作用する蛋白因子が、メラノーマ細胞の核に存在することを、ゲルシフトアッセイにより確認した。しかし、同様な蛋白がHeLa細胞にも存在しており、MeWoの蛋白と区別することができなかった。(投稿準備中)
2)ヒトTRP1遺伝子プロモーターの機能解析を1)と同様におこなったが、TRP1遺伝子の色素細胞特異的な発現に必要な領域を決定することができなかった。一方、マウスTRP1プロモーターでは、色素細胞特異的な発現に必要な領域をほぼ決定できた。よって、ヒトとマウスでは調節機構が異なることが示唆される。
3)ヒトTRP2cDNAのクローニングに成功し、その機能解析によってTRP2にドーパクロームトートメラーゼ(DT)活性があることを、初めて確認した。
4)ヒトTRP2/DT遺伝子を単離し、メラノサイト特異的発現に必要なシスエレメントを決定した。(投稿準備中)

Research Products

• [Publications] Yokoyama K. et al.: "Molecular cloning and functional analysis of a cDNA cocling for human DOPA chrome tautomerase/tyrosinase-related protein-2" Biochim.Biophys.Acta. 予定. (1994)
• [Publications] Shibahara S.: "Functional analysis of the tyrosinase gene and brown locus protein gene Promoters." J.Invest Dermatol.100. 146S-149S (1993)