骨関節疾患におけるエピゲノム制御機構の解明

阐明骨关节疾病的表观基因组控制机制

基本信息

批准号：
11F01111
负责人：
今井祐記
金额：
$ 1.02万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

Jmjcドメインを有する蛋白のうち、破骨細胞分化において有意な発現低下を認める遺伝子としてJmjd5を同定した。Jmjd5のノックダウンにより、破骨細胞分化は促進され、また破骨細胞マーカー遺伝子の発現亢進を認めたことから、Jmjd5は破骨細胞分化を負に制御することが明らかとなった。Jmjd5は、H3K36me2の脱メチル化酵素として報告されているが、当該研究においてはその脱メチル化活性が、in vitro及びin vivoにおいても認められなかった事から、他の機能を有する事が推測された。種々の検索により、Jmjd5は、NFATc1蛋白の不安定化を発見した。Jmjd5は、NFATc1を水酸化することで、ユビキチンE3リガーゼであるVHLによるポリユビキチン化を促進し、NFATc1蛋白の分解を促進する事で、破骨細胞分化を負に制御している事が明らかとなった(Youn et al. J Biol Chem 2012)。破骨細胞大量培養系の構築に成功し、その細胞から取得した核抽出液を用いて、生化学的にNFATc1結合因子を同定し、中でも機能未知蛋白質であるOCAN (Osteoclastogenic Co-Activator for NFATc1)に着目した。OCANと同じ画分よりSWI/SNF型クロマチン構造変換複合体の構成因子であるBrg1やBafが同定された事から、OCANは破骨細胞分化課程における新規のWI/SNF型クロマチン構造変換複合体の構成因子であることが推察された。そこで、OCANの強制発現系においてルシフェラーゼ活性を測定したところ、NFATc1の転写活性が促進された。また、OCANのノックダウンにより、破骨細胞分化ならびに分化マーカーの発現が抑制されたことから、OCANはNFATc1の転写活性化因子である事が推察された。そこで、OCANのノックアウトマウスを作出する事で、生体内高次機能を明らかにする事を試みた。

在携带JMJC结构域的蛋白质中，JMJD5被鉴定为一个基因，在破骨细胞分化的表达显着降低。 JMJD5的敲低促进了破骨细胞分化和破骨细胞标记基因的表达增加，表明JMJD5负调节破骨细胞的分化。尽管据报道JMJD5是H3K36ME2的脱甲基酶，但在体外或体内未观察到其脱甲基化活性，并且可以推断出它具有其他功能。各种搜索表明JMJD5对NFATC1蛋白具有不稳定。通过NFATC1的羟基化，JMJD5促进了泛素E3连接酶VHL的多泛素化，并促进NFATC1蛋白的降解，从而负面控制破骨细胞分化（Youne et al.J Biol Chem 2012）。我们成功地构建了大量的破骨细胞培养系统，并使用从细胞获得的核提取物鉴定出生化鉴定的NFATC1结合因子，并专注于未知的功能性蛋白OCAN（骨构成共激活剂NFATC1）。 BRG1和BAF是SWI/SNF型染色质结构转化络合物的组成因子，与OCAN相同的分数鉴定出来，并且可以推断OCAN是新型Wi/SNF-type染色质结构转化蛋白的组成因子。因此，当在OCAN的强制表达系统中测量荧光素酶活性时，促进了NFATC1的转录活性。此外，OCAN的敲低抑制了分化标记的破骨细胞分化和表达，并且可以推断OCAN是NFATC1的转录激活因子。因此，我们试图通过创建OCAN敲除小鼠在体内揭示高阶功能。