内分泌攪乱物質による性ステロイドホルモン撹乱作用メカニズムの解明

阐明内分泌干扰物破坏性类固醇激素的机制

基本信息

批准号：
14042209
负责人：
武山健一
金额：
$ 2.69万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

ダイオキシン類は発癌作用、免疫異常など多様な毒性を示し、これらの毒性作用の一つとして子宮内膜症の増悪の可能性など、主要な女性ホルモン・エストロゲン作用に対する撹乱作用の可能性が指摘されている。ダイオキシン類の毒性作用の多くは、転写調節因子であるダイオキシンレセプター(AhR)とパートナーArntのヘテロダイマーがリガンド依存的に標的遺伝子の転写制御により発揮されると考えられている。一方、エストロゲンの生理作用は核内レセプターに属する2つのエストロゲンレセプター(ER)αおよびERβを介した標的遺伝子の転写制御によって発揮される。これらERα,ERβやAhR/Arntなどの転写制御因子による転写調節において、p300をはじめとする転写共役因子群が複合体としてレセプターと基本転写装置との機能を仲介する過程が必須である。そこで我々は両者のレセプターが転写制御因子であることに着目し、ダイオキシン類によるエストロゲン撹乱作用の分子メカニズムを明らかにすることを目的として解析を行ってきた。これまでに我々はAhR ligandである3-Methylcholanthrene(3MC)依存的にAhR/ArntがERsと複合体を形成することを見い出し、AhR/Arntがリガンド未結合ERの転写活性を正に制御することを報告した。一方AhR/Arntはリガンド結合ERに対してはその転写活性を負に制御することを見い出した。すなわち、AhR/Arntはリガンド未結合(不活性型)ERの転写活性を正に、リガンド結合(活性型)ERを負に制御する、2通りの撹乱メカニズムが考えられた。そこで本研究はAhR, ER両者の転写活性化依存的な分解機構に着目した。その結果MCF-7細胞において、E2有無に関わらず3MC依存的にERα発現量が減少した。MG-132がこの減少を抑制することから、ERαがproteasome経路で分解されていると考えられた。さらに3MC依存的にERαがubiquitin化を受けること、この3MC依存性ERα-ubiquitin化はE2依存性ERα-ubiquitin化と相乗的に作用することを見い出した。このAhRを介したERα転写抑制はこの協調作用が生じるときのみ見られた。一方、両者のアンタゴニストではこの作用は認められなかった。このことから、AhR, ERαが両者のアゴニスト結合時に複合体を形成、更に転写活性化依存的に作用するubiquitin ligase複合体をリクルートすることでERαの分解、それに伴う転写抑制が誘導されると考えられた。本研究からアゴニストによるAhRの転写活性化はERタンパクのproteasome依存的分解を誘導し、ERの転写活性化は更に分解を協調的に促進する抑制メカニズムを見出した。この際AhR/Arntと結合したERαがAhRと共にubiquitin化を受け分解されることにより、ERα活性の抑制が起きている可能性を示唆した。

二恶英具有多种毒性，例如致癌作用和免疫异常，有人指出，这些毒性作用之一是可能加剧子宫内膜异位症，从而扰乱主要女性激素雌激素的作用。二恶英的许多毒性作用被认为是通过转录调节剂二恶英受体 (AhR) 及其伙伴 Arnt 的异二聚体以配体依赖性方式对靶基因进行转录调节而发挥的。另一方面，雌激素的生理作用是通过属于核受体的两种雌激素受体（ER）α和ERβ对靶基因的转录控制来发挥的。在ERα、ERβ和AhR/Arnt等转录调节因子的转录调节中，包括p300在内的转录辅助因子作为复合体介导受体和基本转录机制的功能的过程是必不可少的。因此，我们关注这两种受体都是转录调节因子的事实，并进行分析，旨在阐明二恶英破坏雌激素的分子机制。我们之前发现 AhR/Arnt 以依赖于 AhR 配体 3-甲基胆蒽 (3MC) 的方式与 ER 形成复合物，并且 AhR/Arnt 正向调节已报道的未配体 ER 的转录活性。另一方面，我们发现 AhR/Arnt 负向调节配体结合 ER 的转录活性。换句话说，AhR/Arnt 正向调节未配体（无活性）ER 的转录活性，负向调节配体结合（活性）ER，这表明存在两种可能的扰动机制。因此，本研究重点关注 AhR 和 ER 的转录激活依赖性降解机制。结果，在MCF-7细胞中，无论E2存在与否，ERα的表达水平都以3MC依赖性方式降低。由于 MG-132 抑制了这种减少，因此认为 ERα 通过蛋白酶体途径降解。此外，我们发现ERα以3MC依赖性方式进行泛素化，并且3MC依赖性ERα泛素化与E2依赖性ERα泛素化协同作用。仅当这种协同效应发生时，才会观察到 AhR 介导的 ERα 转录抑制。另一方面，两种拮抗剂均未观察到这种效果。由此，我们认为AhR和ERα在与激动剂结合时形成复合物，并进一步募集以转录激活依赖性方式起作用的泛素连接酶复合物，从而诱导ERα的降解和伴随的转录抑制。完毕。在这项研究中，我们发现激动剂对AhR的转录激活会诱导ER蛋白的蛋白酶体依赖性降解，并且ER的转录激活进一步以协同方式促进降解。此时，有人提出与AhR/Arnt结合的ERα可能被泛素化并与AhR一起降解，从而抑制ERα活性。