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肝臓において、インスリンにより発現が誘導されるbasic helix-loop-helix型転写抑制因子として、enhancer of split- and hairy-related protein-2 (SHARP-2)遺伝子を同定している。現在までに、肝臓におけるインスリンによるSHARP-2 mRNAの誘導が、phosphoinositide 3-kinase pathwayを介したSHARP-2遺伝子の転写速度の増大に起因していること、ならびに、ラット初代培養肝細胞でSHARP-2 mRNAを過剰発現させた場合、インスリンにより発現が抑制される糖新生系酵素ホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ(PEPCK)mRNA量が減少することを明らかにした。また、このPEPCK mRNA量の減少が、SHARP-2によるPEPCK遺伝子プロモーター活性の低下に起因することを見いだした。これらの結果から、SHARP-2はインスリン作用に関与する重要な転写因子であると考えている。
本年度は、
1.インスリンによるSHARP-2遺伝子の転写促進機構
2.AMP-activated protein kinase (AMPK)によるSHARP-2遺伝子発現の調節
について検討することを目的として研究を行った。
1.SHARP-2遺伝子のプロモーター領域を含む各種のDNA断片をルシフェラーゼリポータープラスミドに挿入したプラスミドをインスリン応答性H4IIE細胞にトランスフェクションし、インスリン存在下と非存在下でのプロモーター活性を比較することにより、インスリン応答性エレメントの同定を試みた。その結果、SHARP-2遺伝子の転写開始点上流10kbまでの領域には、インスリンによる発現制御に関与するエレメントは存在しないことが明らかになった。
2.脂肪細胞から分泌されるアディポネクチンは、AMPKを介してインスリンと同様の血糖低下作用を示すと考えられている。そこで、AMPKがSHARP-2遺伝子の発現に影響を及ぼすかどうかを検討するために、AMPKの活性化剤であるAICARで処理したH4IIE細胞を用いて、SHARP-2 mRNAの発現量をノーザンブロット解析した。その結果、AICARは、インスリンの場合と同様に、処理後2時間と比較的早期に、一過性にSHARP-2 mRNAの発現を誘導することが明らかになった。したがって、AMPKがSHARP-2遺伝子の発現を制御している可能性を考えている。
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