異物センサー機能を有する核内レセプターCARの機能解析

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Constitutive Androstane Receptor (CAR)は肝細胞などの細胞質に常在する核内レセプター遺伝子スパーファミリーに属する細胞内受容体型転写因子の一つであり、N末端側にDNA結合領域(DBD)を,C末端側にリガンド結合領域(LBD)を配し,これらが立体構造に自由度を付与するHinge領域により結合されている。PBなどの外因性異物(異物センサー機能)や未知の内因性物質(オーファンレセプターに分類される)を感知すると核内へ移行し、RXRとヘテロダイマーを形成して標的遺伝子上流に位置するシスエレメントに結合し転写活性化を引き起こす。したがって、細胞質から核への移行がCARによる転写活性化の重要なステップである。しかし、培養細胞系でCARを発現させると非刺激下でも核へ移行してしまい,PB応答性等のin vivoにおけるCARの挙動はin vitroでは観察できない。これまでにラットCARを用いて培養細胞においてCARの核移行に関与する二つの核移行シグナル(NLS1,NLS2)を明らかにしてきた(Biochem Biophys Acta.2005 1745 215-222)。細胞質と核を往来するシャトルタンパク質は核移行シグナル(Nuclear localization signal, NLS)と核外輸送シグナル(Nuclear export signal, NES)のバランスによってその局在が調節されていることが知られている。そこでFRAP assayを用いた観察により培養細胞系においてCARが核と細胞質を往来していることを明らかにするとともに、CARにはCRM1依存的なNESと非依存的なNESが一つずつ存在することを明らかにした。さらに、NLSの機能をラットとヒトのCARで比較したところラットCARのNLS1はヒトCARでは一つのアミノ酸が変異しているため機能していないことが明らかとなった。また、PB依存的なNLSとして見出されたXRSは,単独ではNLS機能をみられず,XRSのアミノ酸置換変異によってNLS2による核移行が阻害されたことから,NLS2の機能を調節することによって、CARの核移行を調節している可能性が示唆された。