Endothelin-1遺伝子転写調節におけるNOの作用機序の解析

血管内皮細胞はEndothelin-1(ET-1)などの血管収縮因子(EDCF)とNOのような血管拡張因子(EDRF)双方を放出することにより、血管トーヌスを調節していると考えられる。我々はその分泌調節機序をET-1遺伝子の転写レベルで検討し、ET-1遺伝子の内皮細胞特異的な高い転写活性にはET-1 promoter内のGATA部位、AP1部位にそれぞれGATA-2蛋白、Jun/fos蛋白が結合し、さらにこれらの蛋白が相互に結合することが不可欠であることを明らかにしてきた。一方NO-cGMP系は細胞内の種々の情報伝達に関与するとされているが、内皮細胞内ではこの系を関するメカニズムについては未だ不明の点が多い。血管内皮細胞の血管トーヌス調節に対する機能を考えると、収縮因子としてのET-1と拡張因子としてのNO-cGMP系はフィードバック機構を介してバランスを保っている可能性がある。今回我々はET-1遺伝子のpromoter活性に対してNO-cGMP系がどのような影響を及ぼすかを解析し、NOの内皮細胞内での遺伝子転写調節に対する役割を検討した。(I)SNPによりBAECのET-1mRNAレベルは約50%に減少し、L-NNAにより約2倍に増加した。(II)SNPによりET-1 promoter活性は約4分の1に減少しL-NNAにより約3倍に亢進した。このようなNO-cGMPによる活性変化は基礎的転写活性に不可欠なGATA部位、AP1部位を含む一番短いpromoter内にNO-cGMP responsive elementが存在することが明らかになった。(III)AP1部位に対する蛋白(転写因子)結合能はSNPで減少、L-NNAで増加した。またGATA部位に対する蛋白結合能も同様にSNPで減少、L-NNAで増加していた。(IV)SNP、L-NNAによりBAECでのc-fos、GATA-2 mRNAのレベルに変化はなかった。(V)免疫沈降実験から、NO-cGMPによりGATA-2、jun/fos蛋白のリン酸化を抑制されていた。これらの結果より、NO-cGMPがET-1遺伝子の転写に重要な2つの転写因子群(GATA-2、jun/fos)に対して、リン酸化の状態を変化させ、DNAへの結合を抑制することによりET-1遺伝子の転写活性をおとすことが初めて明らかになった。以上よりNOは血管平滑筋に対する弛緩作用だけでなく、内皮細胞内でET-1のようなEDCFの発現を遺伝子の転写レベルで抑制することにより、EDCF-EDRF間のバランスを調節して血管トーヌスを制御すると考えられる。このようなNOの内皮細胞内での制御機構は、高血圧や冠動脈疾患などの病的状態を理解する上でのNOの新たな役割として重要である。

血管内皮細胞はEndothelin-1(ET-1)などの血管収縮因子(EDCF)とNOのような血管拡張因子(EDRF)双方を放出することにより、血管トーヌスを調節していると考えられる。我々はその分泌調節機序をET-1遺伝子の転写レベルで検討し、ET-1遺伝子の内皮細胞特異的な高い転写活性にはET-1 promoter内のGATA部位、AP1部位にそれぞれGATA-2蛋白、Jun/fos蛋白が結合し、さらにこれらの蛋白が相互に結合することが不可欠であることを明らかにしてきた。一方NO-cGMP系は細胞内の種々の情報伝達に関与するとされているが、内皮細胞内ではこの系を関するメカニズムについては未だ不明の点が多い。血管内皮細胞の血管トーヌス調節に対する機能を考えると、収縮因子としてのET-1と拡張因子としてのNO-cGMP系はフィードバック機構を介してバランスを保っている可能性がある。今回我々はET-1遺伝子のpromoter活性に対してNO-cGMP系がどのような影響を及ぼすかを解析し、NOの内皮細胞内での遺伝子転写調節に対する役割を検討した。(I)SNPによりBAECのET-1mRNAレベルは約50%に減少し、L-NNAにより約2倍に増加した。(II)SNPによりET-1 promoter活性は約4分の1に減少しL-NNAにより約3倍に亢進した。このようなNO-cGMPによる活性変化は基礎的転写活性に不可欠なGATA部位、AP1部位を含む一番短いpromoter内にNO-cGMP responsive elementが存在することが明らかになった。(III)AP1部位に対する蛋白(転写因子)結合能はSNPで減少、L-NNAで増加した。またGATA部位に対する蛋白結合能も同様にSNPで減少、L-NNAで増加していた。(IV)SNP、L-NNAによりBAECでのc-fos、GATA-2 mRNAのレベルに変化はなかった。(V)免疫沈降実験から、NO-cGMPによりGATA-2、jun/fos蛋白のリン酸化を抑制されていた。これらの結果より、NO-cGMPがET-1遺伝子の転写に重要な2つの転写因子群(GATA-2、jun/fos)に対して、リン酸化の状態を変化させ、DNAへの結合を抑制することによりET-1遺伝子の転写活性をおとすことが初めて明らかになった。以上よりNOは血管平滑筋に対する弛緩作用だけでなく、内皮細胞内でET-1のようなEDCFの発現を遺伝子の転写レベルで抑制することにより、EDCF-EDRF間のバランスを調節して血管トーヌスを制御すると考えられる。このようなNOの内皮細胞内での制御機構は、高血圧や冠動脈疾患などの病的状態を理解する上でのNOの新たな役割として重要である。