ポリコーム遺伝子群欠損マウスを用いた心臓発生維持と造血幹細胞の制御機構の研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12480251
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 瀧原 義宏 大阪大学, 微生物病研究所, 助教授 (60226967)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 太田 秀明 大阪大学, 医学系研究科, 助手 (60322187) ; 瀧原 圭子 大阪大学, 医学系研究科, 助手 (70252640) ; 西口 聖治 大阪大学, 微生物病研究所, 助手 (90237686)
• Keywords: 遺伝子発現維持 / 染色体高次構造 / ポリコーム遺伝子群 / rae28 / 心臓発生 / 拡張型心筋症 / 未分化造血細胞

Research Abstract

ポリコーム遺伝子群はショウジョウバエの遺伝学的解析から発見されたが、各メンバーの遺伝子産物が複合体を構成し、染色体の高次構造を介して遺伝子発現の維持に関与していると考えられている。我々はポリコーム遺伝子群の哺乳動物の相同遺伝子rae28を単離し、世界に先駆けてその遺伝子欠損マウスを作製した。その結果、ポリコーム遺伝子群が機能的にもショウジョウバエがら哺乳動物まで良く保存されていることを明らかになった。本研究では、rae28遺伝子欠損マウスに認められた特異な表現型である心臓の形態形成の異常と造血異常に注目し、rae28がどのようにして心臓発生維持と未分化造血細胞の機能維持に関わっているかを明らかにすることを目指している。心臓の発生過程においては、心臓特異的ホメオボックス遺伝子Nkx2.5が下流に存在することをNKX2.5/CSX1を高発現トランスジェニックマウスとの遺伝学的相補実験によって証明するとともに、個体全体にrae28を発現するトランスジェニックマウスと心筋特異的にrae28を発現するトランスジェニックマウスを作製し、これらのrae28の発現がrae28欠損マウスにおける心臓の表現型とNkx2.5の発現異常を相補することができるかどうかを検討し、rae28がnon-cell-autonomousな経路でNkx2.5の発現維持に関与していることを明らかにした。さらに、興味深いことに心筋特異的なrae28の発現は100%の浸透率で拡張型心筋症を引き起こすことを見いだし、PcGが心筋の機能維持に重要な役割を有していることを明らかにした。一方、造血に関しては、rae28が造血幹細胞から造血前駆細胞の機能に重要な役割を持つことをin vitro及び造血細胞の再構成実験を通して、in vivoでも示した。さらに、rae28及び我々が独自に単離したPcGであるScmh1やmph2を未分化造血細胞で高発現させるため、レトロウイルスを用いた遺伝子発現系を確立し、現在、PcGと未分化造血細胞の機能との関係を検討中である。

Research Products

• [Publications] Ohta,H., et al.,Takihara,Y.: "Isolation and chromosomal localization of the RAE28/HPH1 gene, a human homologue of the polyhomeotic gene."DNA sequence. 11. 61-73 (2000)
• [Publications] Takihara,Y., et al.: "The role of the β isoform of the 14-3-3 proteins in cellar proliferation and oncogenic transformation"Carcinogenesis. 21. 2073-2077 (2000)
• [Publications] Takihara,Y., et al.: "14-3-3 protein family menbers play a regulatory role in retinoic acid-mediated induction of cytokeratins in F9 cells."Experimental Cell Research. 260. 96-104 (2000)
• [Publications] Tomotsune,D., et al.,Takihara,Y., et al.: "Regulation of Hoxb3 expression in the hindbrain and pharyngeal arches by rae28, a member of the mammalian Polycomb group of gene."Mechanisms of Development. 98. 165-169 (2000)
• [Publications] Tokimasa,S., et al.,Takihara,Y.: "Lack of the Polycomb-group gene, rae28, causes B-cell maturation arrest at the early B-cell developmental stage."Experimental Hematology. 29. 93-103 (2001)
• [Publications] Takihara,Y.,Hara,J.: "Polycomb-group genes and hematopoiesis."International Journal of Hematology. 72. 165-172 (2000)
• [Publications] Negoro,S., et al.,Takihara-Y.,K.: "Glycoprotein 130 Regulates Cardiac Myocyte Survival in Doxorubicin-Induced Apoptosis Through Phosphatidylinositol 3-Kinase/Akt Phosphorylation and Bcl-xL/Caspase-3 Interaction."Circulation. 103. 555-561 (2001)
• [Publications] Tone,E., et al.,Takihara-Y.,K.: "gp130-Dependent signalling pathway is not enhanced in gp130 transgenic heart after LIF stimulation."Cytokine. 12. 1512-1518 (2000)
• [Publications] Negoro,S., et al.,Takihara-Y.,K.: "Activation of JAK/STAT pathway transduces cytoprotective signal in rat acute myocardial infarction."Cardiovasc Res.. 47. 797-805 (2000)
• [Publications] Funamoto,M., et al.,Takihara-Y,K.: "Isolation and characterization of the murine cardiotrophin-1 gene : expression and norepinephrine-induced transcriptional activation."J.Mol.Cell.Cardiol.. 32. 1275-1284 (2000)
• [Publications] Funamoto,M., et al.,Takihara-Y.,K.: "Signal transducer and activator of transcription 3 is required for glycoprotein 130-mediated induction of vascular endothelial growth factor in cardiac myocytes."J.Biol.Chem.. 275. 10561-10566 (2000)
• [Publications] Okuno,M., et al.,Takihara-Y.,K.: "Expressional patterns of cytokines in a murine model of acute myocarditis : early expression of cardiotrophin-1."Lab.Invest.. 80. 433-440 (2000)
• [Publications] Takihara-Y.,K,Kishimoto,T.: "Cytokines and their receptors in cardiovascular diseases-role of gp130 signalling pathway in cardiac myocyte growth and maintenance."Int.J.Exp.Pathol.. 81. 1-16 (2000)
• [Publications] Kunisada,K., et al.,Takihara-Y.,K.: "Signal transducer and activator of transcription 3 in the heart transduces not only a hypertrophic signal but a protective signal against doxorubicin-induced cardiomyopathy."Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.. 97. 315-319 (2000)
• [Publications] 瀧原義宏: "ポリコーム遺伝子群とトリソラックス遺伝子群"生化学. 72. 526 (2000)
• [Publications] 瀧原義宏: "ポリコーム遺伝子群と造血制御"ポリコーム遺伝子群と造血制御医学のあゆみ. 194. 1071-1075 (2000)
• [Publications] Takihara,Y., et al.: "Proceeding of the fifth international symposium on etiology and morphogenesis of congenital heart disease"FUTURA (Takao et al.eds.). 397 (2000)
• [Publications] 瀧原義宏: "組み換えDNA技術と遺伝子クローニング医学・薬学研究者のためのバイオテクノロジー概論"医療ジャーナル社. 336 (2000)