Etsファミリー遺伝子導入による骨再生医療の試み-ナノテクノロジーの応用-

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15592092
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 東野 史裕 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 助手 (50301891)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 戸塚 靖則 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (00109456) ; 進藤 正信 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 助教授 (20162802)
• Keywords: Etsファミリー / E1AF / osteopontin / 骨形成 / CBFA1 / ルシフェラーゼアッセイ / 転写調節

Research Abstract

Etsファミリーの遺伝子は転写因子をコードしている一群の遺伝子で、それらの遺伝子から生産されるタンパクは全てETSドメインと呼ばれるホモロジーの高い共通の領域を持ち、このドメインを介して様々な遺伝子の転写調節領域の特定配列(5'-GGA/T-3')に結合し、それらの遺伝子の転写を調節することができる。Etsファミリーの転写因子は発生、分化、細胞増殖、免疫応答、アポトーシス等様々な基本的生物現象に重要な役割を果たすことが知られている。Etsファミリーの転写因子の結合領域はosteopontin遺伝子の転写調節領域に見出されており、Ets結合領域の近傍に骨形成に必須の転写因子CBFA1の結合領域が位置する。またその他の骨形成関連遺伝子マトリックスメタロプロテアーゼやvimentin遺伝子はE1AFや同じEtsファミリーのERMで転写が活性化することが申請者らの研究ですでに明らかになっており、以上の事実はEtsファミリーの遺伝子を骨原性幹細胞に導入することにより骨形成細胞に分化させ得る可能性を示している。本研究の目的はETSファミリーの遺伝子を導入することにより細胞が骨形成細胞に分化するかどうかを解析することである。
本年度はまずE1AFにより骨形成関連遺伝子の転写が活性化されるかどうか検討した。Osteopontin遺伝子の転写調節領域をもつルシフェラーゼリポーターを構築し、ルシフェラーゼアッセイでE1AFによるこの遺伝子の転写の活性化を検討した。E1AFとOsteopontin遺伝子のルシフェラーゼリポータープラスミドをHeLaおよびH1299細胞に共に導入しルシフェラーゼ活性を計測した。その結果HeLa細胞では約5倍、H1299細胞では約4倍の転写の活性化が見られた。またE1AFはHeLa細胞では容量依存的にOsteopontin遺伝子の転写を活性化することがわかった。現在この実験系を用いてETSとCBFA1の協調効果も検討中である。
今後はE1AFやEts1などのETS遺伝子をMC3T3-E1細胞へ導入し、細胞が骨形成細胞へ分化するかどうか確認する予定である。