遺伝子転写からみた心不全発症機構の解明と治療への応用

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11838001
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 新井 昌史 群馬大学, 医学部, 助手 (60270857)
• 研究分担者: 永井 良三 東京大学, 医学部, 教授 (60207975) ; 倉林 正彦 群馬大学, 医学部, 助教授 (00215047)
• キーワード: 心筋小胞体 / SERCA2 / ドルソルビシン / 遺伝子転写 / 活性酸素 / Egy-1 / MAP kinase / 心不全

研究概要

初年度は、ドキソルビシン(DOX)による心筋障害を心不全のモデルとし、DOXがSERCA2遺伝子発現を抑制する分子機構の解析を行い、以下の中間結果を得た。
1、DOXはSERCA2遺伝子の転写を阻害する:SERCA2遺伝子プロモーターのー1810〜+350bp領域での転写活性は、DOX投与により非投与時の35%に著減した。
2、DOXによるSERCA2遺伝子の抑制には酸化ストレスが関与している:抗酸化剤N-acetylcysteine前投与により、DOXの抑制効果は回復された。そこで、心筋細胞での活性酸素(過酸化水素)を測定すると、DOX投与で培養心筋細胞中にH202の増加がみられた(DOX投与群:2.0μM,非投与群0.7μM)。
3、DOXはSERCA2遺伝子5´上流ー284〜ー72bpに反応領域を持つ:この領域はDOXにより転写活性が非投与時の10%に著減した。
4、転写因子Egr-1がSERCA2転写活性の抑制を行っている:-284bpからー72bpmまでの領域に結合する転写因子、Sp1、Egr-1、AP2、p300のうち、DOX投与後1時間の早期から著増した。Egr-1の共発現では、SERCA2遺伝子の転写活性は約10%にまで低下し、さらにEgr-1Antisense Oligonucleotidesは用量依存性にDOXのSERCA2mRNA発現低下作用を抑制した。
5、DOX投与により、p44/42MAPK、p38、SAPK/JNKが活性化される:DOX投与によりこれらのkinaseは細胞質から核に移行した。このうち、SERCA2発現低下には、p44/42MAPKを介したEgr-1の制御が大きな役割を果たしていることが推測された。
次年度は、これらをもとに、SERCA2発現上昇を機序とした心不全の治療法を検討する予定である。

研究成果

• [文献書誌] Masashi Arai: "Mechanism of doxombicin-induced inhibition of sarcoplasmic reticulum Ca^<2+>-ATPase gene transcription"Circulation Research. 86. 8-14 (2000)
• [文献書誌] Nobuhiro Akuzawa: "Zinc finger transcription factor Egr-1 activates flt-1 gene expression in THP-1 cells on induction for macrophoge differentiation"Arteriosclerosis Thrombosis and Vascular Biology. 20. 377-384 (2000)
• [文献書誌] Takako Takizawa: "Transcription of the SERCA2 Gene is decreased in Pressure Overloaded Hearts:A Study using in vivo direct gene transfer into living myocardium"Journal of Mollecular and Cellular Cardiology. 31. 2167-2174 (1999)
• [文献書誌] Yasushi Aihara: "Molecular Cloning of rabbit CARP cDNA and its regulated expression in adriamycin-Cardiomyopathy"Biochimica Biophysica Acta. 1447. 318-324 (1999)
• [文献書誌] Tomoyuki Yokoyama: "Angiotensin II and mechanical stretch induce production of tumor necrosis factor in cardiac fibroblusts"American Journal of Physiology. 276. H1968-H1976 (1999)
• [文献書誌] Tomoyuki Yokoyama: "Tumor necros is factor-alpha decreases the phosphorylation levels of phospholambar and troporin I in spantaneously beating rat neonatal cardiac myocytes"Journal of Mollecular and Cellular Cardiology. 32. 261-273 (1999)
• [文献書誌] 新井昌史: "Therapeutic Research(セラピューティック・リサーチ)"ライフサイエンス出版、東京. 12 (1999)
• [文献書誌] 新井昌史: "呼吸と循環"医学書院. 10 (1999)