新規のチトクロームP450c17(ステロイド代謝酵素)の機能解析

新型细胞色素P450c17（类固醇代谢酶）的功能分析

基本信息

批准号：
08F08088
负责人：
長濱嘉孝
金额：
$ 1.02万
依托单位：
National Institute for Basic Biology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08F08088/
关键词：
Cytochrome P450c17 17・-hydroxylase 17,20 lyase Steroidogenesis Meiosis Teleost fish Gonad Sex differentiation 17α-hydronxylase

项目摘要

申請者はこれまで脊椎動物、特に哺乳類を対象とする研究者が長年競って研究してきたチトクロームP450c17が有する2つの酵素活性の制御機構について、魚類では17α-水酸化酵素活性とライエース活性とが2つの異なる酵素蛋白質によって調節されていることをはじめて明らかにした(P450c17-I,とP450c17-I-II)。本年度は、P450c17-IIの減数分裂及びコーチゾル合成に果す役割を明らかにする目的で、この遺伝子の機能欠失実験(RNAi法による遺伝子ノックダウン)を行った。P450c17-IIをノックダウンした個体は孵化後に死亡する個体が増加したが、飼育水中にコーチゾルを添加すると生存率が高まった。ノックダウン個体の頭腎組織のステロイド産生細胞は異常を示した。これらの結果から、P450c17-IIは頭腎におけるコーチゾルの合成に重要な役割を果たすことが強く示唆された。一方、P450cl7-II遺伝子のノックアウト後にも生存したXX個体では、しばしば雄への性転換が認められ(鰭などの外部形態も典型的な雄型を示した)、このような性転換雄魚は正常なXX雌との交配により正常な雌稚魚が得られた。先行実験の結果とあわせ、P450c17-IIは17α,20β-DPの合成促進と作用を介して、XX個体の生殖腺における正常な発生と発達に何らかの役割(例えば、雌の生殖細胞に特徴的な減数分裂の誘起)を果たしている可能性が示唆された。本研究ではまた、卵巣分化に重要な役割を果たす他の因子の検討も行ったが、R-spondinl(Rspol)についてきわめて興味ある結果が得られた。XX受精卵でRspo1遺伝子をノックダウンすると雄への性転換、さらにXY受精卵にRspo1遺伝子を微小注して過剰発現させると雌への性転換が起こった。また、XX胚及びXY胚の生殖腺の正常発生を詳しく観察した結果、RspolはメダカのXX胚の性分化期の生殖細胞に特異的に発現することがわかった。これらの結果を総合すると、R-spondinl(Rspol)はメダカにおいて卵巣の分化(卵巣の形成)に不可欠であることがはじめて明らかになった。

The applicant has revealed for the first time that the two enzyme activities of cytochrome P450c17, which has been competingly studied by researchers in vertebrates, particularly mammals, that in fish, 17α-hydroxylase activity and lyace activity are regulated by two different enzyme proteins (P450c17-I, and P450c17-I-II).今年，我们进行了该基因的功能缺失实验（RNAi方法的基因敲低），目的是阐明P450C17-II在减数分裂和CoachSol合成中的作用。击倒P450C17-II的个体发现孵化后死亡的个体数量增加，但是在饲养水中添加cotisol的人增加了生存率。敲低个体的头部肾脏组织中产生类固醇的细胞显示异常。这些结果强烈表明，P450C17-II在肾肾中的割甲醇的合成中起着重要作用。另一方面，在P450CL7-II基因敲除的XX个体通常显示出男性变性变化（外部形态（例如鳍）也显示出典型的男性形式），并且通过与正常XX女性交配获得了正常的雌性幼年。与先前的实验一起，建议通过17α的促进和效应，20β-DP，P450C17-II可能在XX个体（例如诱导雌性生殖细胞的减数分裂特征）的性腺（例如诱导雌性生殖细胞的减数分裂特征）中发挥一定作用。这项研究还研究了其他在卵巢分化中起重要作用的因素，并发现R-Spondinl（RSPOL）的结果非常有趣。在XX受精卵中敲低RSPO1基因导致性别转化为雄性，并将RSPO1基因注射到XY受精卵中，导致女性跨性别转化为雌性。此外，在密切观察XX和XY胚胎性腺的正常发育之后，发现RSPOL在Medaka的XX胚胎的性分化阶段在生殖细胞中特异性表达。综上所述，首先揭示了R-Spondinl（RSPOL）对于Medaka中的卵巢分化（卵巢形成）至关重要。