p300発現ES細胞株の樹立とそれを用いた不全心への心筋細胞移植

• 研究課題/領域番号: 14657167
• 研究種目: 萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 循環器内科学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 長谷川 浩二 京都大学, 医学研究科, 助手 (50283594)
• 研究分担者: 平家 俊男 京都大学, 医学研究科, 助教授 (90190173)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2003
• 研究課題ステータス: 完了 (2003年度)
• 配分額: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円); 2003年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円); 2002年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
• キーワード: p300 / GATA-4 / transcription / acetylation / cardiac myocyte / regeneration / differentiation / ES cells

研究概要

ES細胞は無限の増殖能と多分化能を有していることから、末期重症心不全の心筋再生治療に対する細胞移植のソースとして有望であるが、ES細胞から心筋細胞への分化効率には限界がある。ヒストンアセチル化酵素(HAT)とヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)はヒストンのアセチル化を調節しクロマチンに構造変化をもたらすことで転写因子とDNAが結合できる環境を調節する。さらに転写因子自体のアセチル化にも関与しそのDNA結合能を調節し、その結果、細胞特異的遺伝子発現や細胞の分化、増殖に重要な影響を与える。我々はこれまでHATの一つであるp300が転写因子GATA-4と相互作用してこれをアセチル化することが心臓特異的遺伝子発現に重要であることを報告してきた。そこで、HDAC阻害薬であるTrichostatin A(TSA)を用いてヒストンやGATA-4のアセチル化を亢進させることが可能か、また、もし可能ならそれにより未分化ES細胞から心筋細胞への分化効率が亢進するかを、マウスES細胞株を用いて検討した。胚様体形成後6日目にTSAで刺激するとヒストンテールおよびGATA-4がアセチル化されGATA-4のDNA結合能が亢進していること、さらに心房性利尿ペプチドプロモーター内のGATA結合部近傍のヒストンがアセチル化されていることが確認された。次にNkx2.5遺伝子座にGFPをノックインしたマウスES細胞株において胚様体形成後6日目にTSAで刺激するとGFP陽性細胞が生理食塩水で刺激したときに比べ有意に増加していることが判明し、β-ミオシン重鎖陽性細胞もTSA刺激で増加することが免疫染色により確認された。以上より、ヒストンおよびGATA-4のアセチル化がES細胞で心筋細胞分化効率の上昇に重要であることが示された。

研究成果

• [文献書誌] Abe M.et al.: "GATA-6 is involved in PPARγ-mediated activation of differentiated phenotyoe in human vascular smooth muscle cells."Arterioscler Thromb Vase Biol. 23. 404-410 (2003)
• [文献書誌] Yanazume T. et al.: "Cardiac p300 is involved in myocyte growth with decompensated heart failure."Mol Cell Biol. 23. 3593-3606 (2003)
• [文献書誌] Eri Iwai-Kanai E. et al.: "Effects of endothelin-1 on mitochondrial function during the protection against myocardial cell apoptosis"Biochem Biophys Res Commun. 305. 898-903 (2003)
• [文献書誌] Yanazume T. et al.: "Biological role of p300 in cardiac myocytes."Mol Cell Biochem. 248. 115-119 (2003)
• [文献書誌] 平井 希俊など: "ES細胞から心筋細胞への分化誘導"医薬ジャーナル社 Ischemic Heart Disease (IHD) Frontier. 4. 20-25 (2003)
• [文献書誌] 宮本昌一など: "講座心血管病のモデル動物第6回 「心筋p300トランスジェニックマウス」"先端医学社 分子血管病. 4巻6号. 651-655 (2003)
• [文献書誌] Iwai-Kanai E. et al.: "Basic fibroblast growth factor protects cardiac myocytes from iNOS-mediated apoptosis"J Cell Physiol. 190. 54-62 (2002)
• [文献書誌] Yanazume T. et al.: "Pho/ROCK pathway is required for the activation of extracellular signal-regulated kinase/GATA-4 during myocardial cell hypertrophy"J Biol Chem. 277. 8618-8625 (2002)
• [文献書誌] Wada H.et al.: "Calcineurin-GATA-6 pathway is involved in smooth muscle-specific transcription"J Cell Biol. 156. 983-991 (2002)
• [文献書誌] Kataoka K. et al.: "LOX-1 pathway affects the extent of myocardial ischemia-reperfusion injury"Biochem Biophys Res Commun. 300. 656-660 (2003)
• [文献書誌] Abe M.et al.: "GATA-6 Is Involved in PPARg-mediated Activation of Differentiated Phenotyoe in Human Vascular Smooth Muscle Cells"Arterioscl Throm Vas. (in press).
• [文献書誌] Yanazume T. et al.: "Cardiac p300 Is Involved in Myocyte Growth with Decompensated Heart Failure"Mol Cell Biol. (in press).