軟骨細胞の分化におけるmicroRNAの機能解析と分化制御メカニズムの解明

これまでにmicroRNAの標的遺伝子を同定する新しいレポーターシステムを構築しmiR-140とmiR-146について標的遺伝子候補をリストアップしてきた。そこで、これらの遺伝子群がmicroRNAの標的であることを別の方法で検討するとともに、バイオインフォマティクスを駆使したシステムアプローチとミュータジェネシスといった分子生物学的手法を用いて検討を行った。新しく同定した遺伝子群について、マイクロアレイ解析などの遺伝子発現データベース、遺伝子機能データベース(GO解析)との照合から、miR-146の標的とする遺伝子群は炎症、細胞増殖と関連する遺伝子群が多数含まれていることが分かった。これはこれまで報告されているmiR-146の標的遺伝子群の遺伝子機能と合致することから、miR-146が炎症関連の遺伝子発現調節に関わることがより一層強く示されるとともに、我々の標的同定システムの有効性を示すものであると考えられる。一方、miR-140の標的としては、細胞外マトリックスのメタボリズムに関する遺伝子がリストアップされた。この遺伝子のmiR-140の結合部位に変異を導入するとmiR-140による発現抑制が見られなくなり、またmiR-140のアンチセンス鎖を導入した場合もmiR-140の抑制が見られなくなることが分かり、この遺伝子mRNAにmiR-140が直接作用することが分かった。さらに、miR-140ノックアウトマウスにおいては、このタンパク質の発現が増えることが示され、生体内でもこの遺伝子がmiR-140によって調節されていることが分かった。この遺伝子はこれらの因子の機能を調節することでmiR-140は軟骨組織の維持に関わっていることを示した。

これまでにmicroRNAの標的遺伝子を同定する新しいレポーターシステムを構築しmiR-140とmiR-146について標的遺伝子候補をリストアップしてきた。そこで、これらの遺伝子群がmicroRNAの標的であることを別の方法で検討するとともに、バイオインフォマティクスを駆使したシステムアプローチとミュータジェネシスといった分子生物学的手法を用いて検討を行った。新しく同定した遺伝子群について、マイクロアレイ解析などの遺伝子発現データベース、遺伝子機能データベース(GO解析)との照合から、miR-146の標的とする遺伝子群は炎症、細胞増殖と関連する遺伝子群が多数含まれていることが分かった。これはこれまで報告されているmiR-146の標的遺伝子群の遺伝子機能と合致することから、miR-146が炎症関連の遺伝子発現調節に関わることがより一層強く示されるとともに、我々の標的同定システムの有効性を示すものであると考えられる。一方、miR-140の標的としては、細胞外マトリックスのメタボリズムに関する遺伝子がリストアップされた。この遺伝子のmiR-140の結合部位に変異を導入するとmiR-140による発現抑制が見られなくなり、またmiR-140のアンチセンス鎖を導入した場合もmiR-140の抑制が見られなくなることが分かり、この遺伝子mRNAにmiR-140が直接作用することが分かった。さらに、miR-140ノックアウトマウスにおいては、このタンパク質の発現が増えることが示され、生体内でもこの遺伝子がmiR-140によって調節されていることが分かった。この遺伝子はこれらの因子の機能を調節することでmiR-140は軟骨組織の維持に関わっていることを示した。