トランスジェニックマウスを用いた赤芽球特異的遺伝子発現機構の解析

使用转基因小鼠分析成红细胞特异性基因表达机制

• 批准号: 05770107
• 负责人: 菅野 仁
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Okinaka Memorial Institute for Medical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05770107/
• 关键词: ピルビン酸キナーゼ; 溶血性貧血; 劣性遺伝病; 調節遺伝子; 赤血球; 組織特異的発現; アイソザイム; 単一アミノ酸置換

ヒトピルビン酸キナーゼ(PK)の赤血球(R)型アイソザイムは成熟赤血球でのみ発現し、その活性の低下は遺伝子溶血性貧血を発症する。今年度私たちは新たに日本人、中国人、米国人(Amish)ホモ接合型PK異常症4家系について、遺伝子異常を同定した。その遺伝子変異はいずれも単一アミノ酸置換を引き起こし、PKの基質との結合あるいはアロステリック活性化を障害するものであった。最近米国の研究者から遺伝学的には異常PK遺伝子の複合ヘテロ接合体と考えられるが、片方のPKアリルにしか構造変異を見いだせない症例が報告されたが、これらの症例は昨年度私たちが報告した重症型PK異常症症例と同様にPK遺伝子の未知の調節領域の遺伝子異常の可能性が考えられている。そこで私たちは赤血球にのみ発現するR型アイソザイムの細胞特異性・分化段階特異性を決定するメカニズムを明らかにするため、ヒト遺伝子DNAライブラリーより単離したL型PK遺伝子クローンについて、今年度そのほぼ全長の塩基配列を決定し、ラットPK遺伝子の塩基配列と比較検討を行った。イントロン3、4、8そして3′領域に進化上良く保存されている遺伝子配列が同定され、特に3′領域に認められた約200塩基対の相同性の高い領域には転写因子AP-1の結合配列が存在することが明らかになった。私たちはこの配列と赤芽球特異的因子、NF-E2との結合性をin vitroで検討し、弱いながらも結合性があることを確認した。この配列がin vivoでNF-E2を介するR型PKの細胞・分化段階特異性の調節領域として働いているのか、あるいは他のAP-1ファミリー転写因子の標的配列となっているのか、in vivoの系で検討中である。

人丙酮酸激酶（PK）的红系（R）型同工酶仅在成熟红细胞中表达，活性降低导致遗传性溶血性贫血。今年，我们在四个日本、中国和美国（阿米什）家族中新发现了具有纯合 PK 异常的遗传异常。所有基因突变都会导致单个氨基酸取代，从而损害 PK 与底物的结合或变构激活。最近，美国研究人员报告了一例从遗传学角度认为PK基因异常的复合杂合子病例，但其中仅在一个PK等位基因中发现了结构变异，与报道的严重PK异常病例类似，人们认为该患者患有该病。 PK 基因的未知调控区域可能存在遗传异常。因此，为了阐明仅在红细胞中表达的R型同工酶的细胞特异性和分化阶段特异性的决定机制，我们研究了从人类基因DNA文库中分离的L型PK基因克隆。年确定了近全长的核苷酸序列并与大鼠PK基因的核苷酸序列进行了比较。在内含子3、4、8和3'区域中鉴定出进化保守的基因序列，特别是在3'区域中发现的约200个碱基对的高同源性区域含有转录因子AP-1。存在结合序列。我们在体外研究了该序列与成红细胞特异性因子 NF-E2 之间的结合能力，并证实存在结合能力，尽管结合能力较弱。该序列是否作为体内NF-E2介导的R型PK的细胞/分化阶段特异性的调节区，或者是否是体内其他AP-1家族转录因子的靶序列。正在考虑中。

项目成果

Hitoshi Kanno: "5′Structure and expression of human glucose-6-phosphate" DNA and Cell Biol.12. 209-215 (1993)

Hitoshi Kanno：“人葡萄糖-6-磷酸”DNA 的 5 结构和表达和细胞生物学 12（1993）。

Shiro Miwa: "Pyruvate kinase deficiency:historical perspective and recent progress of molecular qenetics" American J.Hematol.42. 31-35 (1993)

Shiro Miwa：“丙酮酸激酶缺乏症：分子遗传学的历史视角和最新进展”American J.Hematol.42。

Susan Hollan: "Hereditary triosephosphate isomerase(TPI)deficiency:two severely affected brothers one with and one without neurological symptoms" Human Genetics. 92. 486-490 (1993)

Susan Hollan：“遗传性磷酸三糖异构酶（TPI）缺乏症：两个受到严重影响的兄弟，一个有神经系统症状，一个没有神经系统症状”《人类遗传学》。

Hitoshi Kanno: "Molecular abnormality of erythrocyte pyruvate kinase" Blood. 83. in press (1994)

菅野仁：“红细胞丙酮酸激酶的分子异常”血液。

Hitoshi Kanno: "Molecular basis of impaired pyruvate kinase isozyme conversion in erythroid cells" Biochem.Biophys.Res.Comm.192. 46-52 (1993)

Hitoshi Kanno：“红系细胞中丙酮酸激酶同工酶转化受损的分子基础”Biochem.Biophys.Res.Comm.192。