心筋梗塞に伴う心機能不全の発生機序の解明と新しい治療法の開発

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心筋特異的ホメオボックス遺伝子Csxは、胎児期早期から心筋に発現し、また、そのノックアウトマウスで心臓の形成に異常が見られることから、心臓の発生・分化において極めて重要な転写因子であると考えられる。その転写機構を明らかにすることが心筋発生の解明につながり、心筋再生による新しい心筋梗塞の治療法に結び付くと考えられる。しかしながらCSX蛋白の機能に関しては、そのターゲット遺伝子も含めてほとんど知られていない。そこでCSX蛋白の転写因子としての機能の解析を試みた。ヒトCSXcDNAおよびそのdeletion mutantを発現vectorに組み込み、種々の心筋特異的遺伝子のプロモーター領域を含むreporter geneとともにCOS cellに導入し、CSXのtrans-activation活性を解析した。また、ショウジョウバエにおいて強力なtrans-repression活性をもつEngrailedとCSXのキメラ蛋白を作成し、CSXに対するdominant-negative効果を持つか否かについて検討した。その結果、心筋特異的遺伝子のうち、心房性Na利尿ペプチド(ANP)遺伝子がCSXによってその転写活性が亢進することが判明した。CSXのdeletion mutantの解析から、CSXホメオドメインの5'側にtrans-activation domainが、3'側にinhibitory domainが存在することが明らかになった。CSXのtrans-activation domainをEngrailedのpressor domainに置換したキメラ蛋白は、CSXのdominant-negative mutantとして機能することも明らかにされた。以上より、ANP遺伝子がCSXのターゲット遺伝子の1つである可能性が示唆され、また、CSX蛋白の機能ドメインも明らかになった。一方、Engrailed-CSXキメラ蛋白は、適切なプロモーターを用いてin vivoでoverexpressionすることによってconditional knockoutが可能になると考えられ、CSXの機能解析を行ううえで有用な手段の1つとなることが期待された。