2020 Fiscal Year Annual Research Report
Transcriptional regulation of Islet-1 in tissue regeneration of Xenopus heart
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18K06269
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| Research Institution | Rikkyo University |
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Principal Investigator |
木下 勉 立教大学, 理学部, 教授 (30161532)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堅田 智久 杏林大学, 医学部, 助教 (10527229)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 心筋再生 / Islet1 / HIF1α / 転写制御 / 両生類 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Islet1を発現する細胞は心筋細胞および血管内皮細胞へ分化する多能性前駆細胞として知られている。哺乳類の成体心臓には心筋前駆細胞であるIslet1細胞が存在するものの分裂能を失っている。一方、組織再生力の高いアフリカツメガエルでは変態後の子ガエルになっても心臓再生過程においてＩslet1遺伝子の発現が誘導されことがわかった。そこで哺乳類と両生類におけるIslet1の心筋再生メカニズムの違いを明らかにするために、アフリカツメガエルの心筋再生過程におけるIslet1遺伝子の転写調節機構を解析した。
心筋再生過程における遺伝子発現変化を解析した結果、心筋の切除術後1日目にIslet1遺伝子の発現が上昇すると共に、HIF1αのmRNA量も上昇することがわかった。Islet1の遺伝子発現に及ぼすHIF1αの影響を解析した結果、HIF1αはIslet1の遺伝子発現を正に制御することが明らかになった。Islet1の転写制御に関わるHIF1αの作用点を調べるために、Islet1遺伝子の上流を様々な動物種間で比較した結果、保存性の高い領域（MCR）が8つ存在することが明らかになった。レポーターアッセイとChiPアッセイを行った結果、HIF1αはMCR8に存在する２箇所の結合モチーフに直接結合すること、これらの結合モチーフを欠損させるとルシフェラーゼ活性が失われることがわかった。
以上の結果から、アフリカツメガエルの心筋再生では、損傷直後に発現するHIF1αがIslet1上流に直接結合し、Islet1の転写を正に調節していることが示唆された。有袋類を含む哺乳類とトカゲでは、このMCR8に相当する領域にHIF1αのforward方向の結合モチーフが存在しない。HIF1α結合モチーフの位置や方向における動物種間の違いがIslet1の転写機能の違いの原因である可能性が示唆される。
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