心筋特異的転写因子を用いた心筋の発生及び分化機序の解明と心不全治療法の開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08557047
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Section: 試験
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 矢崎 義雄 東京大学, 医学部・附属病院, 教授 (20101090)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加藤 裕久 ヤマサ, 研究開発部生物研究室, 研究員 ; 鈴木 亨 東京大学, 医学部・附属病院, 医員 ; 塩島 一朗 東京大学, 医学部・附属病院, 医員 ; 小室 一成 東京大学, 医学部・附属病院, 助手 (30260483) ; 山沖 和秀 東京大学, 医学部・附属病院, 講師 (70182409)
• Keywords: CSX / GATA-4 / ANP / COS-7細胞 / 転写 / マウス / 心筋 / 発生

Research Abstract

心筋特異的ホメオドメイン蛋白CSXおよびZinc-Finger蛋白GATA-4は発生段階の早期から予定心臓領域に発現しており、心臓の発生・分化において極めて重要な転写因子であると考えられる。昨年までに我々は、心房性ナトリウム利尿ペプチド(ANP)の遺伝子発現がCSXによって制御されていることを明らかにしたが、ANPの発現はGATA-4によって制御されていることもすでに報告されている。そこでANP遺伝子の発現がCSXおよびGATA-4によって協調的に調節されている可能性について検討した。方法は、ヒトCSXcDNAおよびマウスGATA-4cDNAを発現ベクターに組み込み、ANP遺伝子のプロモーター領域を含むレポーター遺伝子とともにCOS-7細胞に導入しtrans-activation活性を解析した。またCSXとGATA-4のin vitroにおける会合をin vitro translationとGST融合蛋白を用いたGST pull-down assayで、またin vivoにおける会合を特異抗体を用いた免疫沈降物のWestern Blottingにより、それぞれ解析した。その結果、CSXによるANP遺伝子の転写亢進には、転写開始点から上流-100bpおよび-250bpに存在するCSX結合配列が重要であった。またCSXとGATA-4を同時に発現させると、ANP遺伝子の転写は相乗的に亢進し、その強調作用には-250bpに存在するCSX結合配列が必要であった。さらに、CSXとGATA-4はin vivoおよびin vitroにおいて蛋白同士が直接会合し、その会合にはCSXのホメオドメインとGATA-4のZinc-Fingerドメインが重要であった。以上より、心筋に発生早期より発現し異なるDNA binding motifを持つ転写因子であるCSXとGATA-4が、直接的な蛋白-蛋白相互作用を介してANP遺伝子の転写を協調的に制御することが明らかにされた。

Research Products

• [Publications] Yamazaki T.et.al.: "Endothelin-1 is involved in mechanical stressinduced cardiomyocyte hypertrophy." The Journal of Bidogical Chemistry. 271(6). 3221-3228 (1996)
• [Publications] Shiojima I.et.al.: "Role of the renin-angiotensin system in the development of hypertensive left ventricular hypertrophy." Molecular and cellular mechanisms of caxdiovascular regulation. 409-415 (1996)
• [Publications] Yamazaki T.et.al.: "Stretching the evidence in the case of cardiac growth." Cardiovascular Research. 31(4). 493-498 (1996)
• [Publications] Yamazaki T.et.al.: "The renin-angiotensin system and cardiac hypertrophy." Heart. Suppl.3. 33-35 (1996)
• [Publications] Shiojima I.et.al.: "Molecular cloning ad characterization of human cardiac homeobox gene CSX1." Circulation Research. 79. 920-929 (1996)
• [Publications] Shiojima I.et.al.: "Assignment of cardiac homeobox gene CSX to human chromasome 5q34." Genomics. 27. 204-206 (1995)
• [Publications] Shiojima I.et.al.: "New horizons for failing heart syndrome" Springer-Verlag, 237 (1996)
• [Publications] Editor:Yazaki Y.: "Cardiac Development and Gene Regulation" Excerpta Medica, 151 (1995)