マウス初期胚におけるDNAトポイソメラーゼII依存チェックポイント機能低下の可能性

早期小鼠胚胎中 DNA 拓扑异构酶 II 依赖性检查点功能可能下降

基本信息

批准号：
14657580
负责人：
関水和久
金额：
$ 2.11万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

研究代表者らが作出したDNAトポイソメラーゼIIα遺伝子ノックアウトマウスは、4細胞期で発生を停止するという表現型を示した。さらに、発生を停止した遺伝子ノックアウトマウス胚においては、見かけ上ふたつに分裂した核球の染色体DNAが、細いフィラメント構造により連結した形態をとっている。これらの発生停止胚は、抗PCNA抗体染色陽性で、かつ抗リン酸化ヒストン抗体染色陰性であった。DNAトポイソメラーゼIIαの阻害剤であるICRF-193で野生型胚を処理した場合にも発生が停止し、核球の形態異常がみられ、細胞は抗PCNA抗体染色陽性かつ抗リン酸化ヒストン抗体染色陰性であった。さらに、RNAi法によりHeLa細胞のDNAトポイソメラーゼIIαのメッセンジャーRNAを中和した場合にも、初期胚でみられたと同様の核の形態異常が認められた。これらの結果は、DNAトポイソメラーゼIIαの活性低下が生じると、G2期における染色体DNAの分離過程に異常が生じ、嬢染色体が完全に分離していないにもかかわらず細胞質分裂が進行してしまうことを示唆している。すなわち、このような状態における細胞においては、従来知られている細胞周期のチェックポイント機構は作動しないと考えられる。さらに研究代表者らは、DNAトポイソメラーゼIIα遺伝子ノックアウトマウス胚、ICRF-193処理により発生を停止したマウスの初期胚、並びに、RNAiにより核の異常形態を引き起こしたHeLa細胞がアポトーシスを誘導することを見いだした。染色体分離異常を細胞がモニターし、カスパーゼ経路の活性化が引き起こされると考えられる。このアポトーシス誘導機構は、チェックポイント機構では排除しきれない異常細胞を個体から除去するために必要であると思われる。

研究人员创建的DNA拓扑异构酶IIα基因基因敲除小鼠显示出一种在4细胞阶段阻碍发育的表型。此外，在发育中停止的基因基因敲除小鼠胚胎中，核细胞的显而易见的两分之染色体的DNA与薄丝结构联系在一起。这些发育中停滞的胚胎对抗PCNA抗体染色呈阳性，抗磷酸化组蛋白抗体染色为阴性。当野生型胚胎用ICRF-193，DNA拓扑异构酶IIα的抑制剂治疗时，还停止了发育，观察到核细胞的畸形，并将抗PCNA抗体染色的细胞染色为阳性，对抗磷酸化的组蛋白抗体染色呈阳性。此外，当通过RNAi方法中和HeLa细胞中DNA拓扑异构酶IIα的信使RNA时，观察到与早期胚胎中相似的核形态异常。这些结果表明，当发生DNA拓扑异构酶IIα的活性时，在G2期间染色体DNA分离过程中会出现异常，尽管女士的染色体并未完全分离，但胞质分裂过程仍会进展。也就是说，据信，常规已知的细胞周期检查点机制在这种状态下不在细胞中起作用。此外，研究人员发现，DNA拓扑异构酶IIα基因基因敲除小鼠胚胎，ICRF-193治疗已停止发育的小鼠的早期胚胎，以及引起RNAI异常核形态的HELA细胞诱导凋亡。据信，细胞监测染色体分离中的异常，导致caspase途径的激活。这种凋亡诱导的机制似乎是从检查点机制无法消除的个体中去除异常细胞的必要条件。