ヒト ヘムオキシゲナーゼ遺伝子の熱ショックエレメントの機能の抑制機構

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06261201
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 藤田 博美 東北大学, 医学部, 助教授 (60142931)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 柴原 茂樹 東北大学, 医学部, 教授 (70206142)
• Keywords: ヘム オキシゲナーゼ / 熱ショック / サイレンサー / 種差 / カドミウム / 細胞分化

Research Abstract

ヒトヘムオキシゲナーゼ(HHO:hsp32)の誘導機序について以下のことを解明した。
(1)熱ショックによる誘導の抑制機構:ヒトはラットとは異なりHOの熱による誘導はない。しかも、熱ショック処理をするとカドミウムやヘムによるHHO誘導まで抑制されてしまう。このことはヒトでは熱ショック下ではHO誘導を抑制する必要が存在する事を示唆している。そこでHHO遺伝子を解析し熱ショックエレメントのすぐ下流に28bpのサイレンサー配列の存在することを明らかにした。
(2)カドミウムによる誘導機構:サイレンサーの存在下でカドミウムによるHHO誘導が抑制される。この機序を解明するためにはまずカドミウムがどのようにHHOを誘導するかを明らかにする必要がある。解析の結果転写開始点の上流5kbにTGCTAGATTTというカドミウム応答領域が存在した。この領域はヘムによるHHO誘導には全く関与しておらず、機構の異なるカドミウムとヘムによる誘導を熱ショックを介してサイレンサーが抑制することは非常に興味深い。しかもラットHOは違うエレメントによりカドミウム誘導が起きることが明らかとなり種差の存在が示された。
(3)単球分化に伴う誘導機構:TPA処理で単球が分化するに伴いHHOは誘導される。この誘導には5'上流150bpに存在するエレメントGTCATATGACが関与していた。本エレメントを認識すると考えられる転写因子は5kbほどの大きさをもっているが、ラットに於いては1kbと小さいことが示され、現在解析中である。
このように、解析を進めるにつれてヒトとラットのHOのストレスによる誘導機序が全く異なっているらしいことが示されてきた。同じ哺乳類に属しているにもかかわらず、どうしてこのような誘導機構の種差が存在するのかという考察を進めるうえで、誘導能のないHOのアイソザイム(HO-2)との進化上での関連、ことにHOが原始的な生命体のどこまでに存在するか、それらはショック蛋白であるか否かを解明して行く必要がある。

Research Products

• [Publications] Y.Muraosa,et al.: "Identification of a cis-acting element and putative trans-acting factors responsibl for TPA-mediated induction of heme oxygenase expression in myelomonocytes." Mol.Cell Biol.13. 7881-7891 (1993)
• [Publications] K.Takeda,et al.: "Identification of a cis-acting element that is responsible for cadmium-mediated induction of the muman heme oxygenase gene." J.Biol.Chem. 269. 22858-22867 (1994)
• [Publications] A.Takeda,et al.: "Increased expression of heme oxygenase mRNA in rat brain following transient forebrain ischemia.." Brain Res.(印刷中). (1995)
• [Publications] K.Takeda,et al.: "Differential control of the metal-mediated activation of the human heme oxygenase-1 and metallothioneins IIa genes." Biochem.Biophys.Res.Comm.(印刷中). (1995)
• [Publications] 藤田博美他: "さまざまなストレスに応答する不思議な酵素:ヘムオキシゲナーゼ(総説)" 衛生化学. 41. 14-23 (199)
• [Publications] H.Fujita,et al.: "Regulation of Heme Protein Synthesis" AlphaMed Press,Dayton,Ohio,U.S.A., 139 (1994)