腎、心及び肺の病態におけるNa,K-ATPase遺伝子の発現調節機構

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07044289
• 研究機関: 自治医科大学
• 研究代表者: 川上 潔 自治医科大学, 医学部, 助教授 (10161283)
• 研究分担者: BENZ Jr. Edw ジョンスポプキンス大学, 医学部, 学部長 ; INGBAR David ミネソタ大学, 医学部, 助教授 ; 小林 麻己人 自治医科大学, 医学部, 講師 (50254941) ; 武藤 重明 自治医科大学, 医学部, 講師 (40190855)
• キーワード: Na,K-ATPase / コルチコステロイド / シス-エレメント / NF-Y / Sp1 / Sp3 / SiX遺伝子 / 抗体染色 / 神経分化

研究概要

腎の系については、Corticosteroneおよび11-dehydrocorticosteroneによってNa,K-ATPaseα1およびβ1サブユニット遺伝子の発現が血管平滑筋において誘導されることや、その誘導が転写レベルで起こることなどを明らかにした。これらの刺激に対する遺伝子上の反応性エレメントを同定するために、Na,K-ATPaseα1およびβ1サブユニット遺伝子をルシフェラーゼレポーター遺伝子に融合して一過性形質転換を行った結果、α1およびβ1での活性上昇が見られた。エレメントの局在については解析中である。
心の系については、昨年度同定したα3サブユニット遺伝子の制御エレメント:NF-Y結合エレメントと上流のSp1/Sp3の結合するエレメントが、培養心筋細胞ではタンパク結合しているが、同遺伝子を発現していない血管平滑筋においては、タンパク結合の見られないことをIn vivoフットプリント法にて明らかにした。また、コアプロモーターエレメントとして、TATAやイニシエーター配列が機能していないことも明らかにした。
肺の系については、α1サブユニット遺伝子の制御因子であるSix4およびSix5因子が誕生前の肺では核抽出液中に存在するが、誕生後は、Six5のみの存在となることを、特異的抗体を用いて明らかにした。
またSix2およびSix4の胚発生に伴う発現を抗体染色で解析したところ、Six2は9日胚の時期から、中胚葉性の細胞で発現し後に、筋肉や結合組織での発現が見られたのに対し、Six4は脳や脊髄、末しょう神経節に10、5日から11、5日をピークに一過性に発現し、神経分化に関与することが示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Kobayashi, M.: "Phosphorylation of ATF-1 enhances its DNA binding and transcription of the Na,K-ATPase α 1 subunit gene promoter." Nucl.Acids Res.25. 877-882 (1997)
• [文献書誌] Higashi, Y.: "impairment of T cell development in δ EF1 mutant mice." J.Exp.Med.185. 1467-1469 (1997)
• [文献書誌] Murakami, Y.: "promoter of the Na,K-ATPase α 3 subunit gene is composed of cis elements to which NF-Y and Sp1/Sp3 bind in cardiac myocyte." Biochim.Biophys.Acta.1352. 311-324 (1997)
• [文献書誌] Nemoto, J.: "Serum transcriptionally regulates Na,K-ATPase gene expression in vascular smooth muscle cells." Am.J.Phys.273. C1088-C1099 (1997)
• [文献書誌] Murakami, Y.: "In vivo footprinting analysis of the Na,K-ATPase α 3 subunit gene promoter in rat cardiocytes." Jichi Medical School J.20. 35-43 (1997)
• [文献書誌] Ikeda, K.: "Involvement of negative co-factor NC2 in active repression by zincfinger-homeodomain transcription factor AREB6." Molec.Cell.Biol.18. 10-18 (1998)
• [文献書誌] Wendt, C.H.: "Regulation of Na,K-ATPase gene expression by hyperoxia in MDCK cells." Am.J.Phys.274. C356-364 (1998)
• [文献書誌] Kobayashi, M.: "Synergism of the ATF/CRE site and GC box in the housekeeping Na,K-ATPase α 1 subunit gene is essential for constitutive expression." Biochem.Biophys.Res.Comm.241. 169-174 (1997)
• [文献書誌] Shimomura, A.: "Dominant negative ATF1 blocks cAMP-induced neurite outgrowth in PC12D cells." J.Neurochem.70. 1029-1034 (1998)
• [文献書誌] Ohto, H.: "Tissue and developmental distribution of Six family gene products." Int.J.Dev.Biol.(in press). (1998)
• [文献書誌] Muto, S.: "Transcriptional regulation of Na,K-ATPase gene expression by hyperosmolality in vascular smooth muscle cells." J.Membr.Biol.(in press). (1998)