Downstream genes of signaling pathways implicated in human cardiovascular diseases: in vivo significance and regulatory mechanisms

与人类心血管疾病相关的信号通路下游基因：体内意义和调控机制

基本信息

批准号：
21H02890
负责人：
中川修
金额：
$ 11.15万
依托单位：
National Cardiovascular Center Research Institute
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

私たちは先天性心血管疾患および遺伝性血管病において直接の病因あるいは素因となる遺伝子変異に注目し、原因遺伝子が働くNotchおよびALK1シグナル伝達系の研究を進めている。特に、NotchおよびALK1シグナル伝達系の下流ターゲット因子として、Hey転写因子ファミリー・Tmem100膜タンパク質・Sgk1リン酸化酵素などを同定し、その生理的・病態生理的意義の検討を行ってきた。私達および他の研究者の研究を通して、これら遺伝子の欠損によってマウス胎仔が重篤な心血管形成異常を示して致死となることが明らかになっており、その発現制御機構や機能メカニズムが注目されている。今回の研究では、遺伝子組換えマウスモデルと分子生物学的手法などを用いて、これらのNotchシグナル・ALK1シグナルの下流ターゲット因子について、その上流発現制御機構と分子独自の機能メカニズムを明らかにすることを試みている。その結果、Hey1・Hey2・Tmem100・Sgk1の胎生期心臓あるいは血管系における特異的発現を規定するエンハンサー制御領域を特定することに成功した。これらのエンハンサーはタンパク質をコードするエクソン領域や転写開始点から数十キロベース以上離れた遠位に存在するにもかかわらず、マウス胎仔における当該遺伝子の発現に重要な役割を有していた。さらに、そのエンハンサー領域をゲノムから欠損させた遺伝子組換えマウスの一部はエクソン領域欠損マウスと同様の発生異常を示し、心血管発生に必須の意義を有することが明らかになった。さらに、これらのゲノム領域に結合してエンハンサー活性を亢進させる複数の上流転写因子を同定し、それらの相互作用と遺伝子発現様式の関係を詳細に検討するとともに、これら下流ターゲット因子の分子機能解析においても、特にTmem100の小型膜タンパク質としての細胞機能における意義についての研究を進めた。

我们专注于直接引起或易患先天性心血管疾病和遗传性血管疾病的遗传突变，并正在对病因基因起作用的Notch和Alk1信号系统进行研究。特别是，我们已经将HEY转录因子家族，TMEM100膜蛋白，SGK1磷酸酶和其他因子确定为Notch和Alk1信号系统的下游靶因子，并研究了其生理和病理生理意义。通过我们的研究，已经揭示了这些基因的缺陷会引起严重的心血管发育不全并导致死亡，其表达控制机制和功能机制引起了人们的注意。在这项研究中，我们尝试使用转基因的小鼠模型和分子生物学技术来阐明这些Notch信号和ALK1信号传导的这些下游目标因素的上游表达控制机制和独特的功能机制。结果，我们成功地确定了胎儿心脏或血管系统中HEY1，HEY2，TMEM100和SGK1的特定表达的增强器控制区域。尽管这些增强子位于蛋白质编码外显子区域和转录起源的几十千倍或更多的远端，但它们在小鼠胎儿的基因表达中具有重要作用。此外，从基因组中删除增强子区域的某些转基因小鼠表现出与缺乏外显子区域的小鼠相似的发育异常，并且被发现对心血管发育具有重要意义。此外，确定了与这些基因组区域结合并增强增强剂活性结合的多个上游转录因子，并详细检查了它们的相互作用与基因表达模式之间的关系，并且在这些下游靶因子的分子功能分析中，我们还对TMEM100在细胞功能中的重要性进行了研究。

项目成果

期刊论文数量（16）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

マウス胚におけるHey2エンハンサー活性による左心室筋特異的な心筋前駆細胞集団の同定

通过小鼠胚胎中 Hey2 增强子活性鉴定左心室肌特异性心肌祖细胞群

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yunce WANG;渡邉裕介;田中裕樹;岩瀬晃康;栗原裕基;八代健太;川村晃久;中川修
通讯作者：
中川修

心血管発生・機能制御と先天性心血管疾患におけるシグナル伝達・転写調節機構の意義

信号转导和转录调控机制在心血管发育和功能控制及先天性心血管疾病中的意义

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hiroshi Nakase;Motohiro Esaki;Fumihito Hirai;Taku Kobayashi;Katsuyoshi Matsuoka;Minoru Matsuura;Makoto Naganuma;Masayuki Saruta;Kiichiro Tsuchiya;Motoi Uchino;Kenji Watanabe;Tadakazu Hisamatsu;Masakazu Nagahori;et al.;工藤與亮;Koike S;中川修
通讯作者：
中川修

Mechanisms of fate determination to ventricular cardiomyocytes in developing embryos

发育胚胎中心室心肌细胞的命运决定机制