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時計遺伝子を基盤にした細胞動態の日周リズムの成因解明と診断法の開発

基于时钟基因阐明细胞动力学昼夜节律的起源并开发诊断方法

基本信息

批准号：
16023245
负责人：
大戸茂弘
金额：
$ 4.42万
依托单位：
Kyushu 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：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16023245/
关键词：
生体リズム時間薬理時計遺伝子細胞動態

项目摘要

Methionine aminopeptidase 2(MetAP2)は細胞増殖に関与するプロテアーゼであり、増殖が盛んな腫瘍や血管内皮細胞で発現が亢進している。腫瘍組織においてMetAP2の活性に日周リズムが認められたことから、その成因を時計遺伝子に着目して検討した。マウスMetAP2遺伝子の5'上流域のクローニングを行ったところ、転写開始部位から1.2kbp上流の間に、8つのE-boxが存在することが明らかとなった。腫瘍組織内でのMetAP2 mRNAは明期後半から暗期前半に高値を示す有意な日周リズムを示した。また時計遺伝子の蛋白発現量が、正常細胞での日周リズムと類似していたことから、時計遺伝子群が腫瘍組織内においてFeedback loop機構を形成しており、MetAP2遺伝子の発現に影響を及ぼしていることが示唆された。Luciferase assayにおいて、MetAP2の転写活性はClock/Bmal1共存下で上昇し、この活性はPer2およびCly1の共存下で用量依存的に減少した。さらに時計遺伝子蛋白がMetAP2 promoter領域のE-boxに直接結合するか否か、結合量に日周リズムが存在するか否かChIP Assayを用いて検討した。その結果、Clock、Bmal1蛋白はE-boxに直接結合し、結合量の時間的変化はMetAP2 mRNAの日周リズムと同じ波形を示した。またmRNAの転写関連因子として一般的なPol IIやAcH3の時間的変化も時計遺伝子の結合量と同様の波形を示した。以上の結果から、MetAP2 mRNAの転写には、時計遺伝子からなるFeedback loop機構が関与しており、この振動体が刻むリズムによってMetAP2の発現に日周リズムが生じている可能性が示唆された。生体リズムの分子機構をふまえた血管新生阻害薬の時間治療を考えた場合、MetAP2の活性が上昇する明期前半に投薬することで、血管新生阻害薬が効果的に作用し、より高い抗腫瘍効果が得られると考えられる。このような時間生物学的な観点からのゲノム創薬のアプローチは、癌治療における新たな分子標的治療薬の創製に重要であり、分子標的治療薬の時間治療への今後の展開が期待される。

Methionine aminopeptidase 2(MetAP2) is involved in cell proliferation and proliferation, as well as the development of vascular endothelial cells. MetAP2 activity in tumor tissue was detected by a time-dependent method. MetAP2 gene 5'upper basin of the river, the beginning of the writing position from 1.2kbp upstream, 8 of the E-box exist MetAP2 mRNA in tumor tissue showed high levels in the second half of the light period and the first half of the dark period. The expression of MetAP2 protein is influenced by the formation of Feedback loop mechanism in tumor tissues. Luciferase assay activity, MetAP2 activity increased under Clock/Bmal1 blue shift, and activity decreased under Per2 and Cly1 blue shift depending on dosage. The E-box of MetAP2 promoter domain is directly bound to the protein, and the amount of binding is detected by ChIP Assay. The results showed that Clock and Bmal1 proteins bind directly to E-box, and the changes of binding amount and MetAP2 mRNA are similar to those of other proteins. Also, the timing changes of mRNA writing-related factors and the general changes in the amount of timer gene binding and the same waveforms are shown. These results indicate that MetAP2 mRNA expression is related to the Feedback loop mechanism and the possibility of MetAP2 mRNA expression is related to the feedback loop mechanism. The molecular mechanism of angiogenesis inhibition in vivo is studied in the first half of the future, and the effect of angiogenesis inhibition in vivo is studied. The development of new molecular target therapeutics in cancer therapy is expected in the future.