ヒト骨芽細胞におけるアルカリホスファターゼ遺伝子の脂溶性ビタミンによる発現調節

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12670123
• Research Institution: Nippon Medical School
• Principal Investigator: 折茂 英生 日本医科大学, 医学部, 助教授 (40177308)
• Keywords: アルカリホスファターゼ / ヒト骨芽細胞 / 脂溶性ビタミン / 遺伝子発現調節 / エンハンサー

Research Abstract

アルカリホスファターゼ(ALP)は骨形成マーカーとして広く利用されているにもかかわらず、その生理的役割がほとんど明らかにされていない。そこで、骨形成に重要な脂溶性ビタミンによるヒトの骨ALPの制御機構を明らかにし、骨形成におけるALPの機能解析の手がかりを得る目的で以下の研究を行っている。まず、ヒト骨芽細胞系の細胞株において、ALP活性が、脂溶性ビタミンの投与によりどのように変化するかを調べるため、MG63、U2OS、およびコントロールとしてヒト肝細胞癌由来のHepG2を用い、脂溶性ビタミン、すなわち10^<-6>M all-trans retinoic acid、または10^<-7>M 1,25-dihydroxycholecalciferol(1,25-(OH)_2 vit.D)を添加して培養し、細胞のALP活性を測定するとともに、RT-PCRを用いてmRNAの検出と発現するリーダーエクソンの種類を検討した。MG-63では、1,25-(OH)_2 vit.D添加後6時間でmRNAが増加し、24時間後に活性が上昇したが、レチノイン酸には反応しなかった。U2OSではレチノイン酸添加により、48時間後にALP活性の上昇が認められたが、ビタミンDには反応しなかった。HepG2はともに反応しなかった。増加したmRNAは1Bが発現していることが明らかとなり、骨型であることが確認された。一方、ヒトTNSALP遺伝子の1Bの5'上流領域を-4559までクローニングし、塩基配列を決定した。その結果、VDRE(Vitamin D response element)類似のモチーフ、RARE(Retinoic acid response element)類似のモチーフ、ならびにオステオカルシン遺伝子上流に認められ、骨芽細胞機能に重要と考えられるOSE(Osteoblast-specific cis-acting element)のモチーフが複数見出された。この上流領域を、ルシフェラーゼ遺伝子をもつ発現ベクターに挿入し、解析用のベクターを構築した。今後このベクターを用いてエンハンサー部位を確定する予定である。

Research Products

• [Publications] Hideo Orimo, et al.: "Association between single nucleotide polymorphisms in the hMSH3 gene and sporadic colon cancer with microsatellite instability."Journal of Human Genetics. 45(4). 228-230 (2000)
• [Publications] Akira Kawada, et al.: "Pyridoxine-induced photosensitivity and hypophosphatasia."Dermatology. 201. 356-360 (2000)
• [Publications] Masae Goseki-Sone, et al.: "Identification of a novel frameshift mutation (383insT) in the RUNX2 (PEBP2 alpha/CBFA1/AML3) gene in a Japanese patient with cleidocranial dysplasia."Journal of Bone and Mineral Metabolism. 14(in press). (2001)