ノックダウンマウス作成によるthioredoxinの細胞機能における役割の解析

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13670137
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 増谷 弘 京都大学, ウイルス研究所, 助手 (50252523)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山本 雅之 筑波大学, 先端領域学際センター, 教授 (50166823) ; 淀井 淳司 京都大学, ウイルス研究所, 教授 (80108993)
• Keywords: 酸化ストレス / thioredoxin / プロモーター / アポトーシス / シグナル伝達 / ダイオキシン / 転写因子 / ヘミン

Research Abstract

(目的)thioredoxin (TRX)遺伝子の活性化機構の情報を利用してTRXの病態における意義や発生における役割を解析し、TRXの機能解析を行う。
(成果)1)TRX遺伝子のヘミンによる活性化機構にはantioxidant responsive element (ARE)を介した転写因子Nrf2およびsmall Mafによる調節が重要であることを示した。そのAREには定常状態ではNF-E2p45/small Mafが、ヘミン刺激ではNrf2/small Mafが結合する。またPMA刺激ではAP-1蛋白が結合する。これらの蛋白の核内での発現量の調節がARE活性化の制御に重要であることを明らかにした(Kim他.,JBC,2001)。さらにtertial butylhydroquinone (tBHQ)が同様の機構でTRX遺伝子を活性化し、その活性化にp38MAPkinaseが関与することを示す結果を得た。
2)TRX遺伝子プロモーター上でNGFに反応する部位はcyclic AMP responsive element類似配列を含む部位であることを明らかにした。
4)多環芳香族炭化水素メチルコラントレン(MC)によるTRXの転写活性化にXRE様配列、SP-1結合配列が必要な知見を得た。さらにMCによるストレスシグナル機構を明らかにした(Kwon他,JBC,2002)。
5)これらのプロモーター制御情報をもとにプロモーター上の配列をターゲットにしたノックダウンベクター作成のため、TRX遺伝子のゲノムの必要部分をサブクローニングした。
6)TRXの抑制活性をもつTRX binding protein-2/vitamine D3 up-regulated protein 1 (VDUP-1)のノックアウトマウス作成のための準備としてゲノム単離、遺伝子調節領域の解析を行った。

Research Products

• [Publications] Tanaka, T.他: "Thioredoxin-2 (TRX-2) is an essential gene regulating mitochondria-dependent apoptosis"EMBO J. (in press).
• [Publications] Tanito, M.他: "Cytoprotective effect of thioredoxin against retinal photic injury in mice"Investigative Opthalmology and Visual Science. (in press).
• [Publications] Tanito, M.他: "Change of redox state and modulation by thiol replenishment in retinal photooxidative damage"Investigative Opthalmology and Visual Science. (in press).
• [Publications] Kwon, Y.-W.他: "Mechanism of p53-dependent apoptosis induced by 3-methylcholanthrene : Involvement of p53 phosphorylation and p38 MAPK"Journal of Biological Cemistry. 277. 1837-1844 (2002)
• [Publications] Kim, Y.-C.他: "Hemin-induced activation of the thioredoxin gene by Nrf2:A differential regulation of the antioxidant responsive element (ARE) by a switch of its binding factors"Journal of Biological Cemistry. 276. 18399-18406 (2001)
• [Publications] Matsutani, H.他: "Overview : thioredoxin reducing and oxidizing enzymes/protein"Methods of enzymology. (in press).
• [Publications] Matsutani, H.他: "Redox regulation of gene expression and transcription actors in response to environmental oxidants"Marcel Dekker Inc.. 115-134 (2001)