赤血球におけるピルビン酸キナーゼ遺伝子の発現調節に関する研究

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09670165
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 研究機関: (財)冲中記念成人病研究所
• 研究代表者: 菅野 仁 (財)冲中記念成人病研究所, 専任研究員 (70221207)
• 研究分担者: 小泉 勤 福井医科大学, 附属動物実験施設, 助教授 (40126579) ; 野口 民夫 福井医科大学医学部, 生化学教室, 教授 (70135721) ; 三輪 史朗 (財)冲中記念成人病研究所, 所長 (40034954)
• キーワード: 溶血性貧血 / 遺伝病 / 転写調節 / 解糖系 / 代謝異常 / 遺伝子治療

研究概要

ヒトL型ピルビン酸キナーゼ(PK)遺伝子の赤血球特異的発現には、PK遺伝子上流4kbのDNasel高感受性領域(HSS-I)が必須であるが、トランスジェニックマウス赤芽球系細胞におけるトランス遺伝子の発現は内因性のマウスPK遺伝子に比べて著しく低いことを昨年度明らかにした。今回PK遺伝子の転写量を規定するエレメントを同定する目的で、PK遺伝子上流9kbのHSS-IIをクローン化し、HSS-I・IIを結合したヒトPKミニ遺伝子を用いて、トランスジェニックマウスを作製した。900bpのHSS-II領域には、GATA配列が3箇所、EKLF/BKLF(CCNCNCCCN)配列が6箇所およびラットL型PK遺伝子制御領域において核蛋白との結合が確認されているNF-E4配列(AGGGAGGAG)を1箇所同定した。HSS-IIを単独でヒトPKミニ遺伝子に結合したコンストラクト3では、樹立した3ラインのトランスジェニックマウス骨髄中にヒトR型PKmRNAは検出出来なかったが、HSS-IとIIをタンデムに結合したコンストラクト4では3ライン中1ラインにおいてマウス骨髄RNAにヒトR型PKmRNAを検出できた。しかしコントロールに用いたK562細胞中のR型PKmRNA量に比べて発現レベルは低く、このトランスジェニックマウス赤血球中にはヒトR型PK活性は検出できなかった。現在ヒトPK遺伝子の広範な範囲で赤血球特異的エンハンサーの検索を進めると共に、マウス赤芽球系細胞で高発現が期待できるヒトβグロビン遺伝子のIocus control region(LCR)を用いたコンストラクトでPK異常マウスに体する遺伝子治療法開発の基礎実験を開始している。

研究成果

• [文献書誌] Hitoshi Kanno: "Frameshift mutation, exon skipping and a two codon deletion caused by splice site mutations account for pyruvate kinase deficiency" BLOOD. 89. 4213-4218 (1997)
• [文献書誌] Hitoshi Kanno: "Expression and enzymatic characterization of human glucose phosphate isomerase(GPI) variants accounting for GPI deficiency" Blood Cells Mol Dis. 22. 96-97 (1998)
• [文献書誌] Kumiko Tsujino: "Delayed onset of hemolytic anemia in CBA-PK-lslc/PK-lslc mice with a point mutation of the gene encoding red blood cell type" BLOOD. 91. 2169-2174 (1998)