初代培養神経細胞への遺伝子導入によるニューロトロフィン遺伝子の転写調節機構の解明

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11771431
• Research Institution: Toyama Medical and Pharmaceutical University
• Principal Investigator: 田渕 明子 富山医科薬科大学, 薬学部, 助手 (40303234)
• Keywords: ニューロトロフィン / 脳由来神経栄養因子(BDNF) / ニューロトロフィン-3(NT-3) / 初代培養神経細胞 / 神経活動 / 脱分極 / 電位依存性カルシウムチャネル / プロモーター解析

Research Abstract

本研究は、神経細胞の生存維持や機能に関わるニューロトロフィンである脳由来神経栄養因子(BDNF)とニューロトロフィン-3(NT-3)の遺伝子発現制御機構の解明、特に神経活動(脱分極)による制御に着目して解析している。本年度の研究実績は次の通りである。1.BDNF遺伝子プロモーターの脱分極刺激に対する応答性の解析 まず、BDNF遺伝子の4つのプロモーターをクローニングし、ホタルルシフェラーゼ遺伝子へ連結したレポータープラスミドを構築した。そして、初代培養大脳皮質神経細胞に遺伝子導入を行い、脱分極刺激に対する応答性を検討したところ、プロモーターI,II,IIIが応答することが明らかになった。また、薬理学的解析により、脱分極によるBDNF遺伝子発現誘導には、電位依存性L型カルシウムチャネル(L-VDCC)とNMDAレセプター双方の活性化が関与することが明らかとなった。特にプロモーターの種類によって応答性に違いが認められ、プロモーターI,IIはL-VDCC活性化のみに応答し、プロモーターIIIはどちらの活性化によっても応答できることが明らかとなった。2.BDNF遺伝子プロモーターの脱分極(カルシウム)応答性転写調節領域の同定 1.によって作製したプロモーターIレポータープラスミドの5-欠失変異体、内部欠失変異体を作製した。これらを1.と同様に解析したところ、2つの異なる領域にカルシウム応答性に関わる塩基配列が存在していることが明らかとなった。3.NT-3遺伝子プロモーターの脱分極(カルシウム)応答性転写調節領域の同定 1.,2.と同様の方法で解析を行った結果、脱分極刺激によりNT-3プロモーター活性が抑制されることが明らかとなった。また、強い抑制エレメントの存在を示唆する結果を得た。

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 promoter in primary glial or neuronal cells"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 261. 233-237 (1999)
• [Publications] Fujita, Y.: "Coactivation of secretogranin-II and BDNF genes mediated by calcium signals in mouse cerebellar granule cells"Mol. Brain Res.. 63. 316-324 (1999)
• [Publications] Tsuda, M.: "Calcium responsive genes in neurons"Seikagaku. 71. 515-520 (1999)