食餌とホルモンによるタンパク質合成制御の分子機構の解析

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10460056
• Research Institution: THE UNIVERSITY OF TOKYO
• Principal Investigator: 野口 忠 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (50011937)
• Keywords: インスリン様成長因子-I / インスリン様成長因子結合タンパク質 / インスリン / 転写調節因子 / 肝臓核因子 / タンパク質欠乏

Research Abstract

昨年度までの報告で、動物のタンパク質代謝におけるインスリン様成長因子-I(IGF-I)の重要性を証明し、またIGFに特異的に結合するIGF結合タンパク質(IGFBPs)の生理的意義を明らかにしてきた。特に、IGFBP-1は、タンパク質栄養状態が悪くなった場合に、血中濃度が著しく上昇し、また肝臓のこのタンパク質のmRNA量が顕著に増加するタンパク質であることを証明してきた。さらに、このmRNA量の増加の分子機構を解析し、このタンパク質の遺伝子の5'上流領域に、いくつかのタンパク質が結合して、遺伝子発現を調節する領域があることを発見した。
本年度の研究の成果で、特に重要なものは、まずこの領域に結合するタンパク質の一つがhepatocyte nuclear factor-3(HFN-3)であることを証明し、かつこのタンパク質のうち、特にHNF-3γのIGFBP-1遺伝子の5'上流領域の特定部位への結合が、タンパク質栄養状態が悪くなると顕著に増加することを証明することができたことである。
そのほか、IGFBP-1の遺伝子発現に及ぼす食餌タンパク質の栄養価の影響を検討した結果、無タンパク質食では、このタンパク質の遺伝子のmRNA量が顕著上昇するのに対して、必須アミノ酸欠乏条件では、著しい上昇が認められないこと、すなわち、IGFBP-1遺伝子の転写の上昇には、複数の必須アミノ酸が欠乏する必要があることが証明された。
さらに、ウズラの発達過程での、生殖器官におけるIGF-IのmRNA量の変化を追跡し、発達の過程で特徴的な発現制御が行われていることを証明した。
以上のように、本年度の研究によって、動物のタンパク質代謝において、IGF-I、およびIGFBPsは、極めて重要な役割をしていること、栄養条件は、分子のレベルで生体の機能に大きな影響をおよぼすことが、明確に証明されたといえる。

Research Products

• [Publications] Fu,Z.W.,Noguchi,T. 他: "Developmental changes in the mRNA levels of IGF-I and its related genesin the reproductive organs of Japanese quail (Coturnix coturnix japonica)."Growth Hormone and IGF Research. (印刷中). (2001)
• [Publications] Takenaka,A.,Noguchi,T. 他: "Dietary restriction of a single essential amino acid reduces plasma insulin-like growth factor-I (IGF-I) but does not affect plasma IGFBP-1 in rats."J.Nutr.. 131. 2910-2914 (2000)
• [Publications] Imae,M.Noguchi,T. 他: "Gene expression of the three members of hepatocyte nuclear factor-3 is differentially regulated by nutritional and hormonal factors."J.Endocrinol.. 167. R1-R5 (2000)