甲状腺ホルモン応答性遺伝子、ZAKI-4、がコードする蛋白の機能解析

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11470225
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 村田 善晴 名古屋大学, 環境医学研究所, 教授 (80174308)
• 研究分担者: 古川 鋼一 名古屋大学, 医学部, 教授 (80211530) ; 妹尾 久雄 名古屋大学, 環境医学研究所, 教授 (40135380) ; 加納 安彦 名古屋大学, 環境医学研究所, 助手 (50252292)
• キーワード: 甲状腺ホルモン / カルシニューリン / 脳 / ノックアウトマウス / 免疫組織化学 / 電子顕微鏡

研究概要

本研究は、我々がT_3応答性遺伝子としてクローニングしたZAKI-4遺伝子のノックアウトマウスを作製することにより、ZAKI-4蛋白のin vivoでの機能を解明し、同時に脳の発達におけるT_3作用の分子機構を解明することを目的としている。平成13年度では以下のような成果が得られた。
1.ターゲティングベクターの構築と相同組み換え
ZAKI-4遺伝子からは選択的スプライシングにより少なくともαとβの2つのアイソフォームが産生される。ZAKI-4αの発現は脳に限局するのに対し、βは脳以外に心筋や骨格筋など幅広い組織分布を示すことから、まずZAKI-4βのノックアウトを目的としたターゲティングベクターを構築し、マウスES細胞における相同組み換え実験を行っている。現在、サザンブロット解析により、相同組み換えが起こっているES細胞を検索中である。
2.マウス脳におけるZAKI-4αおよびβ蛋白の局在
本年度は、αおよびβ蛋白をそれぞれ特異的に認識する抗体の作製に成功した。そこで、共焦点レーザー顕微鏡を用いた免疫組織化学によりZAKI-4αおよびβ蛋白のマウス脳における局在を検討した。その結果、αおよびβは共に嗅脳、海馬、大脳皮質、小脳などのニューロンで強く発現していたが、αが主に細胞体に局在するのに対し、βは細胞体のみならず樹状突起にも発現していることが明らかとなり、両者の細胞内局在が異なるという結果を得た。さらに、電子顕微鏡を用いて、ZAKI-4βとCnのニューロン内での局在を小脳プルキンエ細胞を用いて比較検討すると、ZAK-4βが樹状突起の起始部に主として局在し、棘には存在しないのに対し、Cnは棘を含む末梢部に局在することが示された。現在、甲状腺機能低下マウスを作製し、ZAKI-4蛋白の局在が甲状腺ホルモンの影響を受けるか否かを検討しているところである。

研究成果

• [文献書誌] A. Siddiq, T. Miyazaki, Y. Kanou, H. Seo, Y. Murata, et al.: "Expression of ZAKI-4 messenger ribonucleic acid in the brain during rat development and the effect of hypothyroidism"Endocrinology. 142・5. 1752-1759 (2001)
• [文献書誌] Y. Kanou, H. Seo, Y. Murata: "Cloning of mouse ZAKI-4 genomic DNA by primer walking on YAC clone"Environmental Medicine. (in press). (2001)
• [文献書誌] P. Macchia, Y. Takeuchi, H. Seo, Y. Murata, et al.: "Increased sensitivity to thyroid hormone in mice with complete deficiency of thyroid hormone receptor alpha"Proceedings of Natural Academy of Science, U. S. A.. 98. 349-354 (2001)
• [文献書誌] L. Emdad, M. Ussaman, I. Kodama, Y. Murata, et al.: "Gap junction remodeling in hypertrophied left ventricles of aorticbanded rats : Prevention by angiotensin II type I receptor blockade"Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 32. 219-231 (2001)
• [文献書誌] Y. Takeuchi, Y. Murata, B. W. O'Malley, S. Refetoff, et al.: "Steroid receptor coactivator-1 deficiency causes variable alterations in the modulation of T3-regulated transcription of genes in vivo"Endocrinology. (in press). (2002)