神経系の発達に及ぼすダイオキシン類の作用に関する研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12836003
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 加納 安彦 名古屋大学, 環境医学研究所, 助手 (50252292)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 妹尾 久雄 名古屋大学, 環境医学研究所, 教授 (40135380) ; 村田 善晴 名古屋大学, 環境医学研究所, 教授 (80174308)
• Keywords: ZAKI-4 / calcineurin / mouse / neuronal development / thyroid hormone

Research Abstract

ヒトZAKI-4遺伝子の調節領域にはダイオキシン受容体として知られるaryl hydrocarbonレセプター(AhR)とAhR nucleartranslocator(Arnt)のへテロダイマーが結合する配列(XRE)が存在する。このことは、ZAKI-4の発現がダイオキシン類によって促進されることを強く示唆した。そこでin vivoでの実験に応用できるよう、マウスZAKI-4遺伝子のゲノムDNAをクローニングしその転写調節に関わる領域の塩基配列を解析した。マウスZAKI-4遺伝子の5′上流約4kbをクローニングし塩基配列を解析したところ、ヒトと同様にマウスZAKI-4遺伝子には、多くの遺伝子の転写開始点のすぐ上流に存在するTATAボックスあるいはGCボックスが存在しなかった。また、塩基配列を比較してみるとマウスにgtあるいはagという繰り返し配列がある以外は、非常によく保存されていたが、残念ながらマウスZAKI-4遺伝子の上流域にXREは存在しなかった。一方、転写因子AP-1やAML-1a、神経系の発生に関わっているといわれているPbx-1に対する結合配列がヒトとマウスでその位置も保存されており、実際にこれらがZAKI-4の転写調節に働いている可能性が考えられる。
ラットを用いた動物実験では、ダイオキシン類暴露により血中の甲状腺ホルモン濃度が減少することが報告されている。したがって甲状腺機能低下状態のラットおよびマウスにおけるZAKI-4遺伝子発現の動態を観察することでダイオキシン暴露による影響を推測できるのではないかと考え、甲状腺機能低下ラットおよびマウスを作製し、生後の脳でのZAKI-4 mRNAの発現を検討した。発達中の大脳皮質でのZAKI-4 mRNAの発現増加が甲状腺機能低下症により減弱していることが示された。特に、in situハイブリダイゼーション法により、ラット脳では大脳皮質第VI層においてのみ甲状腺機能低下症によりZAKI-4 mRNAの発現が低下していた。一方、小脳では生後発現量に変化はなく、また甲状腺機能低下症の影響を受けなかった。以上の結果より、甲状腺機能低下症による脳でのZAKI-4 mRNAの発現は領域特異的に変化すると考えられる。したがって、ダイオキシン類暴露によっても、発達中の脳でのZAKI-4遺伝子発現に変化が引き起こされる可能性が想定される。

Research Products

• [Publications] Ya-Ping Tang and Yasuhiko Kanou, et al.: "Spatiotemporal expression of BDNF in the hippocampus induced by the continuous intracerebroventricular infusion of beta-amyloid in rats"Brain Research Molecular Brain Research. 80・2. 188-197 (2000)
• [Publications] Sugiko Futaki and Yasuhiko Kanou, et al.: "Identification of a novel myosin-Va mutation in an ataxic mutant rat, dilute-opisthotonus"Mammalian Genome. 11・8. 649-655 (2000)
• [Publications] 加納安彦 他: "甲状線ホルモン応答性遺伝子ZAKI-4のマウスゲノム構造と組織特異的発現"生化学. 72・8. 1048 (2000)
• [Publications] Shin Hoshino and Yasuhiko Kanou, et al: "Preparation of antibody that commonly recognizes ZAKI-4 α and β of human, rat and mouse."Environmental Medicine. 44・2. 113-116 (2000)
• [Publications] Ayesha Siddiq and Yasuhiko Kanou, et al: "Expression of ZAKI-4 messenger RNA in the brain during rat development and the effect of hypothyroidism"Endoclinology. 142・5(In press). (2001)