ラット標準遺伝子ライブラリーDNAチップを用いた病態関連発現遺伝子の解析

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12670101
• Research Institution: NATIONAL CHILDREN'S MEDICAL RESEARCH CENTER
• Principal Investigator: 辻本 豪三 国立小児病院, (小児医療研究センター)・小児薬理研究部, 部長 (80172013)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 篠浦 ひとみ 国立小児病院, (小児医療研究センター)・小児薬理研究部, 共同研究員
• Keywords: 標準ライブラリー / cDNAマイクロアレイ / ブレオマイシン誘導性肺繊維症 / 標準化cDNAチップ / IgA腎症

Research Abstract

当初計画した以下の研究項目を実施し、(1)標準ライブラリー作製法、マイクロアレイによる標準化cDNAチップ作製法を確立した(Expert Rev.Mol.Diagn.1:89-94,2001.、Methods in Enzymology,345;585-600,Academic Press,2002)。
(2)ラット腎臓標準ライブラリーcDNAチップによる疾患動物モデルにけおける発現遺伝子解析:上述の標準化cDNAライブラリーをラット腎臓等より作成し、更にそのライブラリーをマイクロアレイ化したチップを作成した。また、作成された臓器別標準ライブラリーcDNAチップを用いて、IgA腎症モデルマウスやブレオマイシン誘導性肺繊維症モデルマウスの遺伝子発現プロファイルを解析した。
(2-1)腎標準化cDNAマイクロアレイを用いて、IgA腎症モデルマウスであるHIGAマウスの腎臓における遺伝子発現解析を行った(昨年度報告済み;The Pharmacogenomics Journal,1:211-217,2001.)
(2-2)肺標準化cDNAマイクロアレイを用いて、ブレオマイシン誘導性肺繊維症の肺における遺伝子発現解析を行った。マウスにブレオマイシンを気管内投与して、2、5、7、14日後に摘出した肺から得られたmRNAを解析した。ブレオマイシン投与2、5、7、14日目のいずれかで2倍以上の変動があった102クローンを8つのクラスターに分類して、解析を行った。その結果、投与5日目にシグナル伝達、免疫、アポトーシスなどに関連する遺伝子群の変動が最大となった。7日目に発現ピークを迎える遺伝子群は少なかった。14日目には癌関連、蛋白分解関連、呼吸関連などの遺伝子の発現が上昇した。細胞外マトリックスは2日目付近から発現が上昇した。また、surfactant protein Cが2日目に、globinは5日目に発現が最も抑制されていた。以上より、肺線維症は前半の炎症過程と後半の線維化過程に分けられることが確認された。炎症過程では大規模な遺伝子の発現変動が認められるが、それらは線維による肺障害の修復とともに抑制される。通常は炎症の鎮静とともに線維の増加はおさまるが、何らかの原因で機能異常が起こり、多量の線維蓄積によって肺の弾性が弱まり、呼吸障害などを起こすようになると考えられる。(Biochem.Biophys.Res.Commun.288:747-751,2001.)
臓器別標準化cDNAマイクロアレイは、様々な遺伝子をランダムに張り付けた一般的なマイクロアレイよりも病態モデル動物の各臓器における遺伝子発現解析に有効である。今後は、ノックアウトマウスなどを用いたパスウェイ解析や、薬物応答性、副作用に関連する遺伝子群の解析など広く適応を考えている。

Research Products

• [Publications] Yamauchi J, Itoh H, Shinoura H., Tsujimoto G, et al.: "Involvement of c-Jun N-terminal kinase and p38 mitogen-activated protein kinase in αlB-adrenergic receptor/Gαq-induced inhibition of cell proliferation"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 281. 1019-1023 (2001)
• [Publications] Hirasawa A, Awaji T, Xu Z, Shinoura H Tsujimoto G.: "Regulation of subcellular localization of α1-adrenoceptor subtypes"Life Sciences. 68. 2259-2267 (2001)
• [Publications] Homma N, Tsujimoto G, Hashimoto K.: "Electrophysiologic effects of an antiarrhythmic agent, bidisomide, on sodium current in isolated rat ventricular myocytes : comparison with mexiletine and disopyramide"Jpn J Pharmacol. 86. 23-31 (2001)
• [Publications] Yamauchi J, Hirasawa A, Miyamoto Y, Itoh H, Tsujimoto G.: "β2-Adrenergic receptor/cyclic adenosine monophosphate (cAMP) leads to JNK activation through Rho family small GT pases"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 284. 1199-1203 (2001)
• [Publications] Yamauchi J, Tsujimoto G, Kaziro Y, Itoh H.: "Parallel regulation of mitogen-activated protein kinase kinase 3 (MKK)3 and MKK6 in Gq-signaling cascade"J. Biol. Chem.. 276. 23362-23372 (2001)
• [Publications] Tsujimoto G, Katsuma S, Shiojima S. Hirasawa A, Tanoue A.: "Functional genomic research of α1-adrenoceptors"J. Cardiovascular Pharmacology. 38. S1-S5 (2001)
• [Publications] Katsuma S, Nishi K, Tsujimoto G, et al.: "Molecular monitoring of bleomycin-induced pulmonary fibrosis by cDNA microarray-bassed gene expression profiling"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 288. 747-751 (2001)
• [Publications] Yamauchi J, Itoh H, Shinoura H, Tsujimoto G, et al.: "Gaq-dependent activation of mitogen-activated protein kinase kinase 4/c-Jun N-terminal kinase cascade"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 288. 1087-1094 (2001)
• [Publications] Katsuma K, Shiojima S, Hirasawa A, Tsujimoto G, et al.: "Genonic analysis of a mouse model of immunoglobulin A nephropathy reveals an enhanced PDGF-EDG5 cascade"The Pharmacogenomics Journal. 1. 211-217 (2001)
• [Publications] Katsuma S, Tsujimoto G.: "Genome medicine promised by microarray technology"Expert Rev. Mol. Diagn.. 1(4). 89-94 (2001)
• [Publications] Awaji T, Hirasawa A, Shirakawa H, Tsujimoto G, Miyazaki S.: "Novel green fluorescent protein-based ratiometric indicators for monitoring pH in defined intracellular microdomains"Biochem Biophys Res Commun. 289. 457-462 (2001)
• [Publications] Katahira S, Sugawara T, Tsujimoto G, Sugiyama A, Tada Y, Hashimoto K.: "Effects of α1-adrenoceptor blockade on canine ischemia/reperfusion-induced arrhythmias"Asia Pacific Journal of Pharmacology. 15. 47-56 (2001)
• [Publications] Katsuma S, Shiojima S, Hirasawa A, Tsujimoto G, et al.: "Methods in Enzymology 345"Academic Press. 585-600 (2002)