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癌細胞の低酸素応答反応の中心的制御因子である転写因子HIF-1(hypoxia-inducible factor1)の活性制御機構に関する解析を行った。PIAS3（protein inhibitor of activated STAT3）は、RING fingerドメインを有する核内タンパク質で、SUMO化修飾のE3リガーゼとして機能することや脱アセチル化酵素HDAC1をリクルートすることで、様々な転写因子の活性制御に関与することが知られている。しかし、HIF-1を介した低酸素誘導遺伝子の発現に対するPIAS3の作用は不明であった。本研究では、HIF-1の転写活性制御に対するPIAS3の効果を検討した。U2OS細胞および293細胞において、HIF-1に応答するレポーター遺伝子HRE-Lucを用いたルシフェラーゼアッセイを行ったところ、PIAS3の強制発現は低酸素下におけるHIF-1の転写活性を増強させた。また、qRT-PCR解析から、PIAS3のノックダウンは、低酸素下におけるHIF-1標的遺伝子（VEGF、GLUT1、アドレノメジュリンなど）の発現を低下させることが判明した。一方、免疫沈降実験から、PIAS3はHIF-1αと物理的に結合し、HIF-1αのSUMO化修飾を促進するという結果が得られ、さらに、PIAS3の変異体を用いた解析から、HIF-1依存的な転写活性の増強には、PIAS3のSUMO E3リガーゼ活性が必要であることが分った。以上の結果から、PIAS3は、HIF-1αのSUMO化修飾を促進することでその転写活性を増強させ、HIF-1を介した遺伝子発現に促進的に作用すると考えられる。
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