ヘム生合成異常による病態の分子機構:鉄芽球性貧血および骨髓性プロトポルフィリン症

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ヘム生合成経路でそれぞれ最初と最後に位置し、ヘム生合成調節のうえで最も重要な役割を果している5ーアミノレブリン酸合成酵素(ALAS)とフェロキラタ-ゼ(FC)の遺伝的異常による病態について、特に、i)鉄芽球性貧血におけるALAS異常の病態への関与、並びにii)骨髄性プロトポルフィリン症(EPP)におけるフェロキラタ-ゼ異常の実体を分子レベルで解明することを目的とした研究計画を実施し、次ぎのような成果を得た。1)鉄芽球性貧血およびEPPにおける遺伝子上の変異解明の基礎として、ヒト遺伝子ライブラリ-より赤血球型ALAS(ALAS‐E)およびFCの遺伝子クロ-ンを単離し、その構造解析を行い、FC遺伝子のイントロンーエクソン境界の全て、ALAS‐Eについてはその一部の塩基配列を決定した。さらに、5'‐調節領域の解析を行った結果、ALAS‐Eでは、GATA‐1やAP‐1の結合配列、CACCC配列、CCAAT配列などの赤血球系細胞での遺伝子発現調節に重要なシス因子群の存在が知られた。FCでも同様の配列が見られたが、CCAAT配列は存在しなかった。なお、両酵素遺伝子には典型的なTATAA配列は見られない。また、フェロキラタ-ゼ遺伝子の局在部位は第18染色体であると同定された。2)EPPにおけるFC遺伝子変異の解析のため、本症患者1例(米国白人)のEBウイルスで株化したリンパ球を材料として、FCmRNAの細胞内レベルや転写速度、cDNAや遺伝子DNAの構造などを解析した。その結果、異常対立遺伝子の第1イントロンのアクセプタ-部位の1塩基置換(C→T)があり、これに起因するスプライシングの異常により、作られるmRNA.から第2エクソン部分が欠失していることが伴明した。今後、以上の成果に基づき、鉄芽球性貧血でのALAS‐E異常や本邦EPP症例におけるFC遺伝子の変異などの解析をさらに進める予定である。