神経細胞におけるカルシウム応答遺伝子群の同調的な転写制御機構の解析

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11154208
• Research Institution: Toyama Medical and Pharmaceutical University
• Principal Investigator: 津田 正明 富山医科薬科大学, 薬学部, 教授 (80132736)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田渕 明子 富山医科薬科大学, 薬学部, 助手 (40303234)
• Keywords: ニューロン / カルシウム / BDNF / NT-3 / プロモーター / NRSF / ニューロトロフィン

Research Abstract

1.脳由来神経栄養因子(BDNF)遺伝子のカルシウム応答性の解析: ラット大脳皮質初代神経細胞培養系におけるニューロンヘのカルシウム(Ca^<2+>)流入口は、主にNMDAレセプターとL-型カルシウムチャネル(L-VDCC)の二つである。これら流入口の異なるCa^<2+>に対するBDNF遺伝子プロモーターI,IIIの応答性を調べた所、プロモーターIIIはL-VDCC及びNMDAレセプターからのCa^<2+>に応答するが、プロモーターIはL-VDCCからのCa^<2+>流入だけに応答することが明らかとなった。
2.BDNFプロモーターIのカルシウム応答エレメントの同定: 5′-及び部分欠失遺伝子群の解析から、-300〜-200と-120〜-80の領域に強いカルシウム応答性のあることが示された。変異型プロモーターを用いた実験から、少なくともCREやTREが関与していることが示された。現在、その詳細を検討中である。
3.NT-3遺伝子の発現抑制機構の解析: ニューロトロフィン-3(NT-3)遺伝子は、Ca^<2+>流入で発現抑制を受ける。プロモーター解析の結果、Ca^<2+>応答領域は-120以下に存在すること、及び、-14-〜-120に強いサイレンサーエレメントが存在し、それを-1000上流に存在する活性が抑制していることが示された。
4.NRSFスプライスバリアントの効果: 神経細胞で発現されているNRSF(neuron-restrictive Silencer element-binding factor)のスプライスバリアント(NRnV)の、NRSFに対する効果をBDNFプロモーターIを用いて調べた。その結果、NRnVの過剰発現はNRSFの転写抑制活性に拮抗した。BDNFプロモーター活性化にも、クロマチン構造がその制御に関与している可能性が強い。

Research Products

• [Publications] Tabuchi, A.: "Differential activation of BDNF gene promoters I and III by Ca^<2+> signals evoked via L-type-voltage dependent and NMDA-receptor Ca^<2+>-channels"J. Biol. Chem.. (印刷中). (2000)
• [Publications] Tabuchi, A.: "Silencer-mediated repression and non-mediated activation of BDNF and c-fos gene promoters in primary glial or neuronal cells"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 261. 233-237 (1999)
• [Publications] Fujita, Y.: "Co-activation of secretogranin-II and BDNF genes mediated by calcium signals in mouse cerebella granule cells"Mol. Brain Res.. 63. 316-324 (1999)
• [Publications] 津田正明: "神経細胞におけるカルシウム応答遺伝子群"生化学. 71. 515-520 (1999)
• [Publications] 津田正明: "「衛生薬学」中島憲一郎・早川和一編"廣川書店.