CSXと会合する分子の単離とその作用の解析

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12470148
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 廣井 透雄 東京大学, 医学部・附属病院, 助手 (30311624)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 林 同文 東京大学, 大学院・医学系研究科, 寄付講座教員 (80313104) ; 小室 一成 千葉大学, 医学部, 助教授 (30260483)
• Keywords: Csx / Tbx5 / ANP / 協調作用 / 心奇形 / Holt-Oram症候群

Research Abstract

Csx/Nkx2.5をbaitとして酵母two-hybrid systemを用いて、ヒト心臓cDNAライブラリーをスクリーニングした。Csxと会合するいくつかのクローンを得たが、ひとつは、KRABドメインと11個のZinc fingerをもつ転写抑制因子であり、Csxによる心房性利尿ペプチド(ANP)の活性化を容量依存的に抑制した。これはZim1として他のグループよりgenomic inprintingを受ける分子として報告され、現在解析を進めている。さらに他のひとつはT-box型の転写因子Tbx5であった。ヒトにおいてTbx5のへテロの異常により心臓と上肢に異常をきたすHolt-Oram症候群(HOS)を起こすことが報告されている。免疫沈降、プルダウンアッセイの会合実験により、CsxのホメオドメインとTbx5のN側領域、T-boxのN側、中央部が会合することが判明した。Tbx5のターゲット遺伝子は未知であったが、我々はTbx5がANPを活性化することを世界で初めて発見し、N側領域とT-boxが必要であることを明らかにした。さらにCsxとTbx5が協調的にANPを活性化することも証明し、このことがCsxの遺伝子異常による心奇形とHOSの心奇形の類似性を説明しうることを示した。HOSのmisssense変異の中で、G80Rは上肢の異常は軽く心臓に大きな異常があり、R237Qは心臓の異常は軽く上肢に大きな異常をきたす。R237Qは野生型のTbx5と同様にANPを活性化するが、G80Rは活性化できなかった心筋分化モデルであるP19CL6に野生型Tbx5を発現すると心筋への分化が促進され、心臓特異的遺伝子の発現が亢進していたが、R237QではもとのP19CL6とかわらず、G80Rでは分化は完全に抑制され、遺伝子の発現は抑制された。これらのことが表現型の違いを説明しうることを示した。

Research Products

• [Publications] Zou Y., et al.: "Calcineurin plays a critical role in the development of pressure overload-induced cardiac hypertrophy."Circulation . (in press).
• [Publications] Zhu W., et al.: "Functional analyses of three Csx/Nkx-2.5 mutations that cause human congenital heart disease."J Biol Chem. 275(45). 35291-6 (2000)
• [Publications] Saito S., et al.: "Beta-adrenergic pathway induces apoptosis through calcineurin activation in cardiac myocytes."J Biol Chem. 275(44). 34528-33 (2000)
• [Publications] Hiroi Y., et al.: "Cloning of murine glycosyl phosphatidylinositol anchor attachment protein, GPAA1."Am J Physiol. 279(1). C205-12 (2000)
• [Publications] Shiojima I., et al.: "Transcriptional Regulation of Human Cardiac Homeobox Gene CSX1."Biochem Biophys Res Commun. 272(3). 749-57 (2000)