心筋ストレス応答機構におけるヒストン脱アセチル化酵素Sirの役割

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14770320
• Research Institution: Sapporo Medical University
• Principal Investigator: 坂本 淳 札幌医科大学, 医学部, 助手 (40336392)
• Keywords: ヒストン脱アセチル化酵素 / Sir2α / マウス / 心臓発生 / 神経発生 / 核移行シグナル / 核外移行シグナル

Research Abstract

1.マウス発生過程におけるSir2αの発現
マウス胎児におけるSir2αのmRNA発現量をNorhern blotにより調べたところ、胎生初期に強い発現が認められ、その後発生が進むにしたがって発現量が漸減していた。Sir2αに対する抗体を作製し、タンパク発現を調べると、Sir2αは心臓と脳に特に強く発現していた。mRNAと同様Sir2αタンパク発現量も発生の過程で減少していた。心臓におけるSir2α mRNA量を定量的RT-PCR法により定量したところ、胎生12.5日(E12.5)からE14.5の間に約60%の発現量の減少が認められたが、その後は出生27ヶ月までほぼ一定のmRNAが発現していた。心臓においてSir2αは4心腔が形成されるE12までに強く発現しており、その後急速に発現量が減少することからSir2αが心臓発生に関わっている可能性が示唆された。
2.Sir2αの核移行及び核外移行シグナルの同定
培養細胞においてSir2αは核に局在することが報告されている。Sir2αにはaa91-114(NLS1)とaa667-690(NLS2)の2カ所に核移行シグナル(NLS)が存在することが予想された。deletion mutantを作製して細胞内局在の変化を調べると、2つのNLSを持つクローンは核に、どちらか一方しかもたないクローンでは核と細胞質、さらに両者を持たないクローンは細胞質のみに分布していた。NLSにpoint mutationを導入した実験でも同様な成績が得られ、Sir2αには2つのNLSが存在することが明らかとなった。また、Sir2αのaa1273-1326とaa1381-1413には核外移行シグナル(NES)の存在が推定された。deletion mutantの細胞内分布の変化からもNESの存在が支持され、Sir2αは核・細胞質間を移動することが示唆された。

Research Products

• [Publications] Sakamoto J, Miura T, Shimamoto K, Horio Y: "Predominant expression of Sir2α, an NAD-dependent histone deacetylase, in the embryonic mouse heart and brain"FEBS Letters. 556. 281-286 (2004)
• [Publications] Nishino Y, Miura T, Miki T, Sakamoto J, Nakamura Y, Ikeda Y, Kobavashi H, Shimamoto K: "Ischemic preconditioning induces GLUT4 up-regulation by PKC-regulated AMPK activation in the late phase of cardioprotection"Cardiovascular Research. 61. 610-619 (2004)
• [Publications] Miura T, Ohnuma Y, Kuno A, Tanno M, Ichikawa Y, Nakamura Y, Yano T, Miki T, Sakamoto J, Shimamoto K: "Protective role of gap junctions in preconditioning against myocardial infarction"American Journal of Physiology. 286. H214-H221 (2003)
• [Publications] Miki T, Miura T, Tanno M, Sakamoto J, Kuno A, Genda S, Matsumoto T, Ichikawa Y, Shimamoto K: "Interruption of signal transduction between G protein and PKC-epsilon underlies the impaired myocardial response to ischemic preconditioning in postinfarct remodeled hearts"Mol Cell Biochem. 247. 185-193 (2003)
• [Publications] Hatta S, Sakamoto J, Horio Y: "Ion channels and diseases"Med Electron Microsc. 35. 117-126 (2002)
• [Publications] Tsuchida A, Miura T, Tanno M, Sakamoto J, Miki T, Kuno A, Matsumoto T, Ohnuma Y, Ichikawa Y, Shimamoto K: "Infarct size limitation by nicorandil. Roles of mitochondrial K(ATP) channels, sarcolemmal K(ATP) channels, and protein kinase C"J Am Coll Cardiol. 40. 1523-1530 (2002)