生体における酸素センサーおよび細胞内情報伝達系の解明

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12671124
• Research Institution: Jichi Medical University
• Principal Investigator: 黒木 昌寿 自治医科大学, 医学部, 助教授 (90215096)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安 隆則 自治医科大学, 医学部, 助手 (40265278) ; 上羽 洋人 自治医科大学, 医学部, 助手 (80316546) ; 川上 正舒 自治医科大学, 医学部, 教授 (40161286)
• Keywords: 低酸素 / VEGF / HNF-4 / ATP / K-ATPチャンネル / ミトコンドリア電子伝達系

Research Abstract

(1)低酸素刺激による血管内皮増殖因子(VEGF)遺伝子発現制御機構に関する検討
これまで、血管平滑筋細胞、血管内皮細胞、網膜色素細胞を用い低酸素刺激によるVEGFの発現について検討してきた。本研究では、細胞の取り扱いが容易かつVEGFの発現の多いHepG2細胞を用いて以下の実験を行った。RT-PCR法で検討したところ、これまでの報告と同様に、低酸素刺激(1%O_2)はHepG2でのVEGFmRNAの発現を有意に増加した。
細胞が低酸素状態におかれると、細胞内のATP含有量が減少することが知られている。細胞内のATP量が低下すると、細胞膜やミトコンドリア膜に存在するK-ATPチャンネルが閉鎖しK^+の膜外への流出が減少する。これに伴う膜電位の変化により細胞外からのCa^<2+>流入が抑制される。そこで我々は、低酸素刺激によるVEGF遺伝子の発現調節にK^+-ATPチャンネルが関与するか否かを検討した。その結果、K^+-ATPチャンネルのcloserであるdiazoxideやpinacidilはVEGF遺伝子の発現に影響しないが、K^+-ATPチャンネルのopenerである5-HDは、低酸素刺激によるVEGF遺伝子の発現を抑制することが明らかとなった。このことから、低酸素刺激の感知機構としてミトコンドリアのATP産生系が関与することが推察され、現在ミトコンドリアの電子伝達系について検討を進めている。
(2)低酸素刺激の低酸素関連転写因子への影響に関する検討
これまで報告されている低酸素応答に関与するとされる転写因子HNF-4(heptocyte nuclear factor-4)の低酸素刺激による発現についてRT-PCR法により検討したところ、HNF-4遺伝子の発現はVEGF遺伝子の発現と同様にK^+-ATPチャンネルの影響を受けることが明らかとなった。現在、gel shift assay法によりHNF-4の活性化に対するK^+-ATPチャンネルの影響を検討中である。