レンズ形成における熱ショック転写因子の役割

热激转录因子在晶状体形成中的作用

基本信息

批准号：
15770112
负责人：
藤本充章
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Yamaguchi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15770112/
关键词：
HSF 白内障 FGF Crystallin

项目摘要

本研究で、レンズを中心とする目の形態形成にHSF1とHSF4がどのような役割を演じているかを明らかにする。そこで今回、HSF4とHSF1の両遺伝子欠損マウスを作製し、レンズ形成におけるHSFの役割を解析した。HSF4欠損マウスは白内障を発症し、レンズ繊維細胞の封入体構造を伴う形態異常を認めるとともにγ-Crystallin蛋白質の発現が著しく低下していた。両遺伝子欠損マウスでは、形態異常がさらに進行し、γ-Crystallin蛋白質の発現も低下していた。また野生型のレンズ上皮細胞は規則正しい立方体であるの対し、HSF4欠損マウスでは円柱状の形態異常を示した。さらに増殖の亢進をともなうレンズ上皮細胞数の増加を認めた。レンズ上皮細胞の増殖因子であるFGFの発現を検討すると、HSF4欠損マウスで、FGF-1,-4,-7の発現が亢進していた。レンズを用いたクロマチン免疫沈降法の結果より、HSF4とHSF1がFGF-7のプロモーター領域に直接結合し転写調節していることが分かった。興味深いことに両遺伝子欠損マウスでは、HSF4欠損マウスで見られたレンズ上皮細胞の異常は改善され、FGFの発現も野生型まで改善されていた。以上のことから、HSF4とHSF1はレンズ繊維細胞で協調的にγ-Crystallin遺伝子の転写調節を行うことが明らかとなった。一方レンズ上皮細胞では拮抗的にFGF遺伝子の転写調節を行い、レンズ形成において増殖・分化に重要な役割を行っていることが分かった。この研究より、1.HSFの熱ショック蛋白質以外のターゲット遺伝子を同定 2.HSF分子による遺伝子発現の拮抗的制御 3.HSFがレンズ形成の成熟・維持に必須であることを示した。

在这项研究中，我们将阐明 HSF1 和 HSF4 在以晶状体为中心的眼睛形态发生中的作用。因此，我们创造了同时缺乏HSF4和HSF1基因的小鼠，并分析了HSF在晶状体形成中的作用。 HSF4缺陷的小鼠出现白内障，晶状体纤维细胞中存在包涵体结构的形态异常，并且γ-晶状体蛋白的表达显着降低。缺乏这两种基因的小鼠有进一步的形态异常和γ-晶状体蛋白表达降低。此外，野生型晶状体上皮细胞呈规则的长方体，而HSF4缺陷小鼠则表现出异常的柱状形态。此外，观察到晶状体上皮细胞数量增加且增殖增加。当我们检查 FGF（晶状体上皮细胞的生长因子）的表达时，我们发现 HSF4 缺陷小鼠中 FGF-1、-4 和 -7 的表达增加。基于透镜的染色质免疫沉淀结果表明，HSF4和HSF1直接结合FGF-7的启动子区域并调节其转录。有趣的是，在这两个基因均缺陷的小鼠中，HSF4缺陷小鼠中观察到的晶状体上皮细胞异常得到改善，FGF表达也改善至野生型。由上可知，HSF4和HSF1协调调节晶状体纤维细胞中γ-晶状体蛋白基因的转录。另一方面，研究发现晶状体上皮细胞竞争性调节FGF基因的转录，在晶状体形成过程中的增殖和分化中发挥重要作用。这项研究表明： 1. 确定了除热休克蛋白之外的 HSF 靶基因。 2. HSF 分子对基因表达的竞争性调节。 3. HSF 被证明对于晶状体形成的成熟和维持至关重要。