新規LIM蛋白質Hic-5による平滑筋特異的遺伝子発現の制御

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多細胞生物の機能制御に必須である細胞と基質蛋白質の接着は、細胞外マトリックス(ECM)構成蛋白質とインテグリンなどの接着分子を介している。本研究で解析を行ったHic-5遺伝子は、ECMと細胞の接着点にある細胞接着斑タンパク質をコードし、パキシリンと高い相同性を示す新規のLIM蛋白質である。本研究期間内では、Hic-5がヒト平滑筋組織で高い発現を示すこと、および酸化ストレス下で細胞接着斑から核へ移行することに着目し、Hic-5蛋白質の遺伝子発現誘導機構の解明と平滑筋細胞機能への関与の有無を調べることを第一の目的とした。まず、酸化ストレス下で細胞接着斑から核へ移行することから、Hic-5蛋白質の核内での機能として遺伝子発現への関与、およびその発現誘導機構について検討を行った。その結果Hic-5蛋白質は、p21遺伝子上流の転写開始部位から約-100bpに位置する2つのG/C boxに、転写因子Spl.Smad3や転写共役因子p300等の因子群と共動し、遺伝子発現を誘導していることが明らかとなった。さらにこれら因子群との機能的、物理的相互作用にはC末端側に存在するLIMドメインを介していることを示した。現在、平滑筋分化マーカーであるSM22αもHic-5により発現制御を受ける可能性が示唆されている。次に、Hic-5蛋白質高発現組織である平滑筋が、in vivoでは高度の伸展、収縮性を有していることから、細胞伸展システムを用いて生理的な範囲内で細胞に伸展刺激を与え、細胞内局在等の変化を検討した。その結果、Hic-5蛋白質が伸展刺激下ではアクチンストレスファイバー上に局在することや、この局在にはLIM2,3ドメインが必要であることが明らかになった。さらに、細胞接着斑、ストレスファイバー、核といった、刺激に応じて複数の細胞内構造物に局在し得るHic-5の局在変化のメカニズムや各局在部位での役割を調べる目的で、他の接着斑構成蛋白質の伸展刺激下での局在や細胞の収縮能力への関与について検討を行い、Hic-5の新たな結合因子として平滑筋細胞高発現LIM蛋白質であるCRP2を見い出した。さらにHic-5とCRP2の細胞内発現量を増加させることで、両因子が共動して平滑筋細胞の主機能の一つである細胞収縮能力を抑制することを明らかにした。