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

血红素生物合成异常引起的病理状态的分子机制：铁粒幼细胞性贫血和骨骼性原卟啉症

• 批准号: 03265201
• 负责人: 林 典夫
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03265201/
• 关键词: 5‐アミノレブリン酸合成酵素; フェロキタラ-ゼ; 鉄芽球性貧血; 骨髓性プロトポルフィリン症; 遺伝子解析

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。

The most important part of the regulation of biosynthesis is the effect of acid synthase (ALAS) and the abnormal part of the gene (FC). The abnormal part of ALAS is related to the abnormal part of the disease. The aim of the study was to implement and achieve results in the treatment of EPP. 1)The basis of differential interpretation of erythrocytic anemia, EPP, and FC-related genes, the structural analysis of erythrocytic anemia, and the determination of the basic sequence of FC-related genes, ALAS-E, and FC-related genes. In addition, the analysis of 5'-regulatory domain, ALAS-E, GATA-1 and AP-1 binding alignment, CACCC alignment, CCAAT alignment, and the existence of important regulatory factor groups for gene expression in erythroid cells are known. FC and CCAAT have the same arrangement. A typical TATAA sequence can be seen in the enzyme sequence. The position of chromosome 18 is the same as that of chromosome 18. 2) Analysis of EPP gene expression and DNA structure of FC mRNA in 1 patient (white American). As a result, the first base substitution (C→T) in the first part of the abnormal sequence, the second part of the abnormal sequence, is missing. In the future, the above results will be analyzed in the future, such as ALAS-E abnormality in iron bud anemia and EPP cases in this country.

项目成果

Fujita,Hiroyoshi: "Sequential activation of genes for heme pathway enzymes during erythroid differentiation of mouse Friend virus‐transformed erythroleukemia cells." Biochim.Biophys.Acta.1090. 311-316 (1991)

Fujita, Hiroyoshi：“小鼠 Friend 病毒转化的红白血病细胞红系分化过程中血红素途径酶基因的顺序激活。”Biochim.Biophys.Acta.1090 (1991)。

Nakahashi,Yoshitsugu: "The molecular defect of ferrochelatase in a patient with erythropoietic protoporphyria." Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.89. 281-285 (1992)

Nakahashi, Yoshitsugu：“红细胞生成性原卟啉症患者的亚铁螯合酶分子缺陷。”

Munakata,Hiroshi: "Comparison of protein sequence deduced from the structure of cDNA and gene with peptide sequence information obtained by the analysis of purified enzyme provides conclusive evidence for the existence of erythroid‐specific δ‐aminolevulin

Munakata, Hiroshi：“从 cDNA 和基因结构推导的蛋白质序列与通过纯化酶分析获得的肽序列信息的比较，为红细胞特异性 δ-氨基乙酰丙蛋白的存在提供了确凿的证据。

Fujita,Hiroyoshi: "Erythroleukemia differentiation.Distinctive responses of the erythroid‐specific and the nonspecific δ‐aminolevulinate synthase mRNA." J.Biol.Chem.266. 17494-17502 (1991)

Fujita, Hiroyoshi：“红白血病分化。红细胞特异性和非特异性 δ-氨基乙酰丙酸合酶 mRNA 的独特反应。J.Biol.Chem.266 (1991)。

Mitani,Kinuko: "Differential induction responses of δ‐aminolevulinate synthase mRNAs during erythroid defferentiation:Use of nonradioactive in situ hybridization." Am.J.Hematol.39. 63-64 (1992)

Mitani，Kinuko：“红系分化过程中 δ-氨基乙酰丙酸合酶 mRNA 的差异诱导反应：非放射性原位杂交的使用。” 63-64（1992）。