転写抑制因子によるGLUT4遺伝子の脂肪細胞における発現調節機構の検討

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12671104
• 研究機関: 山梨医科大学
• 研究代表者: 横森 宣彦 山梨医科大学, 医学部, 助手 (20293475)
• 研究分担者: 志村 浩己 山梨医科大学, 医学部, 医員 (40303416)
• キーワード: GLUT4 / 3T3-L1細胞 / レプチン / 転写因子 / メチル化 / エピジェネテック

研究概要

我々は、これまでにGLUT4遺伝子上流のCpG siteのメチル化を認識しリプレッサーとして働く約55KDaのmethylation-sensitiveな転写因子の存在と脱メチル化の重要性を明らかとしてきた。本研究では、まずこの55KDaのmethylation-sensitiveな転写因子の意義を他の脂肪細胞特異的遺伝子であるレプチン遺伝子で検討を加えた。レプチン遺伝子プロモーター活性をルシフェラーゼ解析にて検討したところ、レプチン遺伝子の発現していないpreadipocyteにおいても十分な活性が認められた。そこで脂肪分化前後のレプチン遺伝子上流(-164bp-1bp)の8つのCpG sitesのメチル化率の変化を検討したところ、preadipocyteではメチル化、adipocyteでは脱メチル化する傾向を示した。次に、フットプリント解析によりpreadipocyte、adipocyte共にプロテクトされ、またルシフェラーゼ解析にて強いエンハンサー活性を有するレプチン遺伝子上流-115bp-70bpにmethylation-sensitiveな結合をする核蛋白をゲルシフト解析、サウスウエスタン解析にて検討したところ、約52kDaのmethylation-sensitiveな核蛋白が結合した。Sssl methylaseを用いたCpG sitesのメチル化によりレプチン遺伝子の転写は抑制された。また、サウスウエスタン解析の結果より、GLUT4遺伝子、レプチン遺伝子に結合するmethylation-sensitiveな転写因子は同一であると考えられた。これは、CpG siteのメチル化と、これを認識しリプレッサーとして働く共通の転写因子が脂肪細胞特異的遺伝子の発現に関与し、エピジェネテックな遺伝子の転写調節が脂肪細胞分化に寄与していることを示唆していると考えられる。現在、培養脂肪細胞のcDNAライブラリーよりサウスウエスタン法で、この共通の55KDaの転写因子のスクリーニングを試み、得られた陽性クローンのシークエンスを行なっている。今後このクローンの解析を行ない、GLUT4遺伝子、レプチン遺伝子の発現を検討していく予定である。

研究成果

• [文献書誌] Yokomori N, Tawata M, Onaya T.: "DNA demethylation during the diferentiation of 3T3-L1 cells affects the expression of the mouse GLUT4 gene"Diabetes. 48. 685-690 (1999)
• [文献書誌] Yokomori N, Tawata M, Onaya T.: "A transcriptional repressor regulates mouse GLUT4 gene expression during the differentiation of 3T3-L1 cells"Diabetes. 48. 2471-2474 (1999)
• [文献書誌] Shimura H, Onaya T.: "Transcriptional activation of the thyroglobulin promoter directing suicide gene expression by thyroid transcription factor-1 in thyroid cancer cells"Cancer Research. 61. 3640-3646 (2001)
• [文献書誌] Yokomori N, Tawata M, Onaya T.: "DNA demethylation modulates mouse leptin promoter activity during the differentiation of 3T3-L1 cells"Diabetologia. 45. 140-148 (2002)