心筋脱分化を特異的に誘導する新規転写因子の機能解析

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ゼブラフィッシュ(ゼブラ)の心臓は損傷後に心筋細胞の脱分化・増殖を介して再生する。最近の報告によると心筋細胞のリプログラミングによる心筋脱分化誘導により、再生不能なマウスの心臓でも再生能を獲得することが報告された。これは心臓再生において心筋脱分化誘導機構の理解が重要であることを示している。本研究は申請者が明らかにしたゼブラ心臓で心筋細胞脱分化・増殖を制御する転写因子Kruppel-like factor (Klf1)の下流解析を介して同定された新規転写因子の機能解析から心筋細胞の脱分化誘導機構を明らかにすることを目的とする。これまでにKlf1の下流解析を行なった結果、新たに心筋脱分化を強力に誘導する転写因子を同定した。この機能を解析する事により、心筋脱分化の誘導機構や心筋再生における役割を理解する。この転写因子の恒常的活性型をゼブラの心臓に心筋特異的に過剰発現させると心筋のほぼ全域に強力な心筋脱分化を誘導する。この分子機構を理解するため、この心臓の遺伝子発現を解析を行った。すると心筋分化の中枢として働く転写因子群や心筋構成因子の遺伝子発現は有意に減少する事が分かった。この事は心筋分化を転写レベルで抑制し、分化を逆行させている事が明らかになった。またこの転写因子は再生心臓においても心筋細胞で発現が上昇する事が分かった。そこで心臓再生におけるこの因子の役割を理解するため、心筋特異的に機能阻害する遺伝子改変系統(cKO)のゼブラ作製を行い。これまでに変異アレルを持ったホモ接合体を得ることが出来た。現在は成体になり、実験が開始まで飼育中である。それまでの間にこのモデルを用いて心臓発生における機能も観察した。これではこの遺伝子の機能を抑制しても発生期の心筋細胞増殖や分化には影響を与えない事が分かった。これによりこの転写因子は心筋再生特異的に働く遺伝子である可能性を示唆している。