ES細胞の心筋細胞分化過程における心筋特異的GATA4複合体の解析

2006 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 17590770
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 循環器内科学
• 研究機関: (財)生産開発科学研究所
• 研究代表者: 森本 達也 (財)生産開発科学研究所, 心血管分子細胞生物学研究室, 主任研究員 (50390779)
• 研究分担者: 北 徹 京都大学, 大学院医学研究科循環器内科, 教授 (60161460) ; 尾野 亘 京都医療センター, 臨床研究センター展開医療研究部・生命情報科学研究室, 室長 (00359275)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• キーワード: ES細胞 / プロテオミクス / 心筋分化 / 転写因子 / GATA-4

研究概要

(1)GATA4結合蛋白の機能解析
前年度、同定したGATA-4結合蛋白73個のうち、特にP-TEFbに着目した。P-TEFbはCdk9とCyclin Tという2つのサブユニットからなり、そのキナーゼ活性により転写伸長を促進する。まず最初に、GATA-4/p300とCdk9/Cyclin T1の結合を確認するために、上記GATA-4発現HeLa細胞およびMockのHeLa細胞それぞれから核蛋白を抽出し、免疫沈降-ウエスタンブロットにて結合の確認を行った。次にGATA-4/p300による心筋特異的遺伝子ET-1、ANFの活性化に対するCdk9/Cyclin T1の役割を検討するために、CDK9のドミナント・ネガティブ体(DN-CDK9)およびCDK9の阻害剤であるDRBを用いて、転写活性をルシフェラーゼ活性にて測定したところ、この転写活性の亢進は、DN-CDK9およびDRBにより用量依存的に抑制された。さらに、p300によって活性化されるGATA-4のアセチル化をDN-CDK9およびDRBは抑制した。
(2)マウスES細胞における心筋分化に関するGATA4/p300-Cdk9/Cyclin T1複合体の役割
CDK9による心筋細胞分化における役割を検討するために、TSA刺激にてES細胞を心筋細胞分化する系にDRBを加えて検討を行った。TSAを用いる事によりマウスES細胞は8%心筋細胞に分化するが、DRBを投与するとその分化は有意に抑制された。
結論
以上より、ES細胞から心筋細胞への分化の過程において重用な役割を果たしているGATA-4/p300の新たな結合蛋白CDK9/Cyclin T1がその転写活性を亢進し、心筋分化に関与していることが示された。今後、GATA-4/p300-P-TEFb経路をターゲットとして、心筋細胞分化方法の開発につながる可能性が示された。

研究成果

• [雑誌論文] Trichostatin A induces myocardial differentiation of monkey ES cells (2007)
  • 著者名/発表者名: Hosseinkhani M, Hasegawa K, et al.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 356(2) ページ: 386-391
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Trichostatin A induces myocardial differentiation of monkey ES cells (2007)
  • 著者名/発表者名: Hosseinkhani M, Hasegawa K, Ono K, Kawamura T, Takaya T, Morimoto T, Wada H, Shimatsu A, Prat SG, Suemori H, Nakatsuji N, Kita T.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 356(2) ページ: 386-91
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Histone acetyltransferase activity of p300 is required for the promotion of left ventricular remodeling following myocardial infarction in adult mice in vivo (2006)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto S, Kawamura T, Morimoto T et al.
  • 雑誌名: Circulation 113(5) ページ: 679-690
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Histone acetyltransferase activity of p300 is required for the promotion of left ventricular remodeling following myocardial infarction in adult mice in vivo (2006)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto S, Kawamura T, Morimoto T, Ono K, Kawase Y, Kita T, Hasegawa K
  • 雑誌名: Circulation. 113(5) ページ: 679-90
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Acetylation of GATA-4 is involved in the differentiation of embryonic stem cells into cardiac myocytes. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kawamura T, Ono K, Morimoto T et al.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 280(20) ページ: 19682-19688
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Acetylation of GATA-4 is involved in the differentiation of embryonic stem cells into cardiac myocytes. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kawamura T, Ono K, Morimoto T, Wada H, Hirai M, Hidaka K, Morisaki T, Heike T, Nakahata T, Kita T, Hasegawa K.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 280(20) ページ: 19682-8
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [図書] 転写因子のアセチル化と心臓リモデリング 細胞工学Vol. 26 No 4 (2007)
  • 著者名/発表者名: 森本 達也, 長谷川 浩二
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: 秀潤社
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より