心不全の心筋におけるエンドセリン産生の転写調節機構に関する分子生物学的研究

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本研究の目的は、心不全のような慢性期の病態におけるエンドセリン(ET)-1産生のメカニズムを明らかにすることである。我々は心不全という病態が、その一側面では心筋のエネルギー代謝不全であることに着目した。心不全において、心筋のエネルギー産生系はミトコンドリアにおける脂肪酸のβ酸化から解糖系にシフトしている。この解糖系の遺伝子の発現を制御している転写因子の一つとしてhypoxia inducible factor(HIF)-1αがある。本研究はHIF-1αとET-1との関係について調べ、以下のことを明らかにした。1.2つの心不全モデル動物を用いて遺伝子発現の変化を経時的に調べた。その結果、HIF-1αの遺伝子発現はET-1の遺伝子発現と相関して、心不全の進行と共に増加した。2.ET-1の5'非翻訳領域には、HIF-1αの認識配列が存在する。HIF-1α及びET-1の5'非翻訳領域を組み込んだプラスミドを用いて、ルシフェラーゼアッセイを行った。その結果、HIF-1αはET-1の5'非翻訳領域を認識してET-1の遺伝子発現を増加した。3.HIF-1αとET-1の翻訳調節領域との結合を確認するために、ゲルシフトアッセイをおこなった。その結果、心筋細胞内のHIF-1α蛋白質とET-1の5'非翻訳領域のオリゴヌクレオチドとの結合が認められた。4.心筋のエネルギー代謝不全によってET-1の遺伝子発現が上昇するか、培養心筋細胞を使って調べた。ミトコンドリアの機能を障害した時、HIF-1αとET-1の遺伝子発現は顕著に増大した。この時、HIF-1αのアンチセンスオリゴヌクレオチドの添加は、ET-1の遺伝子発現増大を抑制した。これらの結果は、心不全においてエネルギー代謝不全を補うためにHIF-1αが誘導され、これがET-1の産生増大の一部を担っていることが示された。