血管内皮細胞の臓器特異的な遺伝子発現制御機構のシステム的解析

• 研究課題/領域番号: 16790047
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生物系薬学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 南 敬 東京大学, 先端科学技術研究センター, 科学技術振興特任教員(特任助教授) (00345141)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円); 2005年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円); 2004年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
• キーワード: 血管内皮細胞 / 網羅的遺伝子マイクロアレイ / Hprt-locus transgenicマウス / 内皮多様性 / VCAM-1 / 低酸素応答 / 転写発現 / IL-4 / DSCR-1 / VEGF / thrombin / microarray / angiogenesis / 炎症

研究概要

ヒト脳血管毛細血管内皮、及び皮膚毛細血管内皮細胞を用いて低酸素刺激を加えることによる遺伝子変動を全ゲノムが網羅されたマイクロアレイを用いて包括的に追跡したところ、脳血管内皮で特異的に誘導されるものは88遺伝子存在し、脳ダメージに応答するRas induced senescence-1やERストレス応答性遺伝子が顕著に認められた。一方皮膚血管内皮選択的な誘導遺伝子は150存在し、PAI-1やPDGFが含まれた。これに対し、両内皮で共通に誘導される遺伝子は少数であり(34遺伝子)、その中に血管新生を強く誘起するVEGFやAngiopoietin-like 4が存在することが特徴的であった。このことから低酸素応答性においても内皮多様性が存在していることが示唆された。また低酸素後、常酸素下に2時間戻すことにより、急性期応答因子であるEgr-1,AP-1を除きほとんどの遺伝子の誘導がベースラインにまで下降することから、低酸素応答の多くが、代謝回転の速いHIF-1/2によって制御される可能性が示唆された。また皮膚毛細血管ではSTAT6の発現が低く、そのことがIL-4応答性が他臓器血管内皮(臍帯静脈、冠状動脈、肺動脈)に比べ乏しい一つの原因になっていることが、炎症に深く関わるVCAM-1遺伝子の誘導をマーカーとして追跡することにより明らかとなった。このことをin vivoで確認するため、マウスのVCAM-1 promoter 3kb,8kbの下流にlacZマーカーを繋いだコンストラクトをHprt-locusに組み込んだ組み換えES細胞を単離し、これらのTargetedトランスジェニックマウスの作製に着手した。現在chimeraマウスの状態であるが、今後LPSやVEGF刺激後、どの臓器血管内皮により強くVCAM-1が誘導されるのか、又それがpromoter上のどこに起因するのか明らかになると思われる。

研究成果

• [雑誌論文] Endothelial cell gene regulation (2005)
  • 著者名/発表者名: Minami, T., Aird, W.C.
  • 雑誌名: Trends Cardiovasc Med. 15(5) ページ: 174-184
• [雑誌論文] Preconditioning of primary human endothelial cells with inflammatory mediators alters the"set point"of the cell. (2005)
  • 著者名/発表者名: Wada Y, Otu H, Wu S, Abid MR, Okada H, Libermann T, Kodama T, Shih SC, Minami T, Aird WC.
  • 雑誌名: FASEB.J. 19(13) ページ: 1914-1916
• [雑誌論文] A simple method of isolating mouse aortic endothelial cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi M, Inoue K, Warabi E, Minami T, Kodama T.
  • 雑誌名: J.Atheroscler.Thromb. 12(3) ページ: 138-142
  • NAID: 10018365747
• [雑誌論文] Depolarization of neural cells induces transcription of the Down syndrome critical region 1 isoform 4 via a calcineurin/nuclear factor of activated T cells-dependent pathway. (2005)
  • 著者名/発表者名: Cano E, Canellada A, Minami T, Iglesias T, Redondo JM.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 280(33) ページ: 29435-29443
• [雑誌論文] トランスクリプトーム解析における血管内皮細胞シグナル伝達研究 (2005)
  • 著者名/発表者名: 南 敬, 児玉龍彦
  • 雑誌名: 実験医学「シグナル伝達研究2005-06」 23・11 ページ: 144-154
• [雑誌論文] トロンビンによる血管内皮細胞の転写調節制御 (2005)
  • 著者名/発表者名: 南 敬
  • 雑誌名: 血管医学 6(3) ページ: 19-29
• [雑誌論文] 血管新生因子のトランスクリプトーム解析 (2005)
  • 著者名/発表者名: 南 敬
  • 雑誌名: 血管医学 6 ページ: 31-40
• [雑誌論文] VEGF- and thrombin-induced termination factor, down syndrome critical region-1, attenuates endothelial cell proliferation and angiogenesis (2004)
  • 著者名/発表者名: Minami, T, Horiuchi, K., Miura, M., Abid, R., Takabe, W., Kohro, T., Ge, X., Aburatani, H., Hamakubo, T., Kodama, T., Aird, W.C.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 279 ページ: 50537-50554
• [雑誌論文] Interaction between Hex and GATA transcription factors in vascular endothelial cells inhibits flk-1/KDR-mediated VEGF signaling. (2004)
  • 著者名/発表者名: Minami, T., Murakami, T., Horiuchi, K., Miura, M., Noguchi, T., Miyazaki, J.I., Hamakubo, T., Aird, W.C., Kodama, T.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 20626-20635
• [雑誌論文] Thrombin and Phenotype Modulation of the Endothelium (2004)
  • 著者名/発表者名: Minami, T., Sugiyama, A., Wu, SQ., Abid, R., Kodama, T., Aird, W.C.
  • 雑誌名: Arterioscler.Thromb.Vasc.Biol. 24 ページ: 41-53
• [雑誌論文] トロンビンを介する内皮細胞の機能調節 (2004)
  • 著者名/発表者名: 南 敬
  • 雑誌名: ATVB 日本語版 9 ページ: 16-31
• [図書] Endothelial Biomedicine (2006)
  • 著者名/発表者名: Minami, T
  • 出版者: Cambridge Press(出版予定)
• [図書] Endothelial Biomedicine (2005)
  • 著者名/発表者名: Minami, T
  • 出版者: Cambridge Press(出版予定)
• [産業財産権] 癌の治療および治療薬 (2005)
  • 発明者名: 南 敬
  • 権利者名: 南 敬, 児玉 龍彦, 浜窪 隆雄, 岩成 宏子
  • 出願年月日: 2005-02-24
• [産業財産権] 癌の治療および治療薬 (2005)
  • 発明者名: 南 敬
  • 権利者名: 南 敬, 児玉 龍彦, 浜窪 隆雄, 林 昌弘, 岩成 宏子
  • 出願年月日: 2005-02-24