ビタミンDによる遺伝子発現抑制の分子機構_新しいビタミンD抑制反応DNA配列

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09671033
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 岡崎 具樹 東京大学, 医学部・附属病院分院, 助教授 (60203973)
• Keywords: ビタミンD / ビタミンD受容体(VDR) / 副甲状腺ホルモン関連ペプチド(PTHrP) / 遺伝子転写調節 / 核内ホルモン受容体 / Ku抗原

Research Abstract

ビタミンDによる転写抑制を媒介するDNA配列として,DR3型の半分の配列様のDNA配列nVDRE _<PTH>が、ヒトPTH遺伝子においで同定された。我々は、PTHrP遺伝子が発現されているヒトT細胞性リンパ腫MT2細胞株において、ビタミンDがPTHrP遺伝子の転写抑制を惹起するという報告に注目し、nVDRE _<PTH>相同配列をヒト及びラットのPTHrP遺伝子上流に見い出した(nVDRE_<RP>)。nVDRE _<RP>類似配列は,種を超えて,ビタミンDによって抑制される遺伝子上流に見い出されたことから、nVDRE配列を介するビタミンDによる転写抑制機構が普遍的にみられるものと考え、この配列nVDRE _<RP>を用いて、MT2細胞核蛋白との結合実験および同細胞への発現実験を行い、以下の知見を得た。1)nVDRE _<RP>にモノマーのVDR(ビタミンD受容体)は結合するがRXR(レチノイン酸X受容体)は結合しない。
2)nVDRE _<RP>はビタミンDによるレポーター遺伝子活性抑制に必要である。3)ゲルシフト及びアンチセンス遺伝子の発現実験によると、nVDRE _<RP>にはKu抗原も結合する。Ku抗原は調節ユニットのDNA結合を通じて、触媒ユニットのDNA依存性蛋白キナーゼ(DNA-PK)が活性化されることが知られている。4)大腸菌で精製したVDRをKu抗原(+DNA-PK)は燐酸化する。5)VDRのDNA-PKによる燐酸化がnVDRE _<RP>とMT2核蛋白結合を滅弱させる。6)MT2以外の細胞でも、VDR導入によりこれらの現象が再現される。以上の結果より、ビタミンDはモノマーのVDRに結合することによっておそらくアロステリックにVDRの構造を変え、この燐酸化を受け易くすることによってNVDRE _<RP>との結合を弱める結果、ビタミンDによる転写抑制につながると考えられ、この機構の普遍性が示唆された。

Research Products

• [Publications] Okazaki.T.et al: "Hyperosmolarity-induced gene stimulation is mediated by the negative calcium respmsive elcment." J.Biol.Chem.272(51). 32274-32279 (1999)
• [Publications] Nishishita.T.Okazaki.T.et al: "A regative vitamin D responsed DNA element in the human parathyme homme-related peptide gene binds to vitamin D receptor along with Kuantiger" J.Biol.Chem.273(18). 10901-10907 (1998)
• [Publications] Okazaki.T.: "Regnlation of PTH gene expression by cellular calcium,vitamin D and osmotarity." Endocrine.J.46(in press). (1999)