低酸素応答遺伝子群の発現調節を担う新規転写因子の同定とその機能の解明

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13680728
• 研究機関: 国立がんセンター研究所
• 研究代表者: 小倉 勤 国立がんセンター, がん治療開発部, 室長 (80211134)
• キーワード: 低酸素 / 一酸化窒素 / HIF-1 / HAS / 発現調節 / HIF-PH

研究概要

生体の体酸素応答は、hypoxia inducible factor (HIF-1)を活性化し、種々の低酸素応答遺伝子の転写調節領域内に存在するhypoxia response element(HRE)に結合することにより発現の制御を行っている。我々は、低酸素に加え生体内で生成される一酸化窒素(NO)が低酸素と同様の機構で低酸素応答遺伝子群の制御を行っていることを見いだした。さらに、低酸素やNOによる低酸素応答遺伝子群の転写調節にはHREに加えその配列の下流に位置するHIF-1 ancillary配列(HAS)が存在し、その配列に結合するタンパク質の存在をゲルシフト法により明らかにした。HAS結合タンパク質は、サウスウエスタン法により分子量100Kdと45Kdのタンパク質が見いだされ、細胞内に恒常的に発現していることが明らかとなった。低酸素やNOにより核内に移行したHIF-1と相互作用することにより低酸素応答遺伝子群の転写調節を担っていると考えられる。HAS結合タンパク質cDNAの単離をHeLa細胞cDNAライブラリーを用いた発現システムで試み、2種の遺伝子を単離し現在その機能の解析を進行中である。一方、低酸素とNOによるHIF-1活性化は、HIF-1分解に関わるHIF-1プロリルヒドロキシラーゼ(HIF-PH)が担っている。その酵素反応の補因子として酸素と二価の鉄イオンが必要であることが明らかとなっている。低酸素条件下では酸素が欠乏し、また、NOは鉄イオンと反応することによりニトロシル鉄錯体を形成することによりHIF-PHによる水酸化反応を抑制していることを見いだし、低酸素とNOによるHIF-1の活性化の作用点の違いを示した。

研究成果

• [文献書誌] Suzuki, A., Ogura, T.et al.: "Identification of a novel protein kinase mediating Akt survival signaling to ATM"Journal of Biological Chemistry. 278. 48-53 (2003)
• [文献書誌] Ishii, Y., Ogura, T.et al.: "Induction of matrix metalloproteinases gene transcription by nitric oxide and mechanisms of MMP-1 gene induction in human melanoma cell lines"International Journal of Cancer. 103. 6082-6090 (2002)
• [文献書誌] Esumi, H., Ogura, T.et al.: "Hypoxia and nitric oxide treatment confer tolerance to glucose starvation in a 5'-AMP-activated kinase-dependent manner"Journal of Biological Chemistry. 36. 32791-32798 (2002)
• [文献書誌] Kato, K., Ogura, T.et al.: "Critical roles of AMP-activated kinase in constitutive tolerance of cells to nutrient deprivation and tumor formation"Oncogene. 21. 6082-6090 (2002)
• [文献書誌] Kimura, T., Ogura, T.et al.: "Effect of nitric oxide donors on vascular endothelial growth factor gene induction"Biochemical Biophysical Research Communications. 296. 976-982 (2002)