コリン作動性神経の機能獲得に関するエピジェネティック制御機構の解明

阐明与胆碱能神经元功能获得相关的表观遗传控制机制

基本信息

批准号：
10J05975
负责人：
相澤修
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Nihon University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

コリン作動性神経において、神経伝達物質であるアセチルコリンの生合成は、コリンアセチル基転移酵素(ChAT)により触媒されることから、ChAT遺伝子およびタンパク質の発現は、コリン作動性神経機能獲得の最も特異的な指標として認められている。昨年度までの研究において、ChAT遺伝子の発現は、そのプロモーター領域におけるヒストンアセチル化修飾により制御されることを示した。今年度は、さらに詳細な機構を探るため、いずれのヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)が、ChAT遺伝子の発現制御に関与するかについて、前年度と同様にNG108-15細胞を用いて検討した。未分化細胞に対するクラスIIa特異的阻害剤処理により、ChAr遺伝子発現が増加した。また、ジブチリルcAMPによって誘起される神経分化過程におけるHDACの発現を解析した結果、クラスIIaファミリーに属するHDAC9が遺伝子およびタンパク質レベルで顕著に減少した。さらに、分化誘導後の細胞においては、ChAT遺伝子プロモーター領域からHDAC9タンパク質が解離することを確認した。加えて、未分化細胞に対してHDAC9特異的siRNAを導入することにより、ChAT遺伝子発現が増加することを確認した。以上の結果から、未分化NG108-15細胞におけるChAT遺伝子は、プロモーター領域近傍のヒストンタンパク質がHDAC9により脱アセチル化された状態となり、その転写は抑制される。また、細胞外からの分化誘導刺激により、HDAC9がプロモーター領域から解離し、高アセチル化状態となることでChAT遺伝子発現が活性化され、機能的なコリン作動性神経へと分化することが示された。これらの成果は、神経伝達物質表現型獲得機構の解明に貢献すると考えられる。

在胆碱能神经中，神经递质乙酰胆碱的生物合成被胆碱能乙酰转移酶催化（CHAT），因此聊天基因和蛋白质的表达被公认为是胆碱能神经元的功能功能的最特异性指标。直到去年的研究表明，聊天基因的表达受启动子区域中组蛋白乙酰化修饰的调节。为了更详细地探索该机制，我们研究了哪种组蛋白脱乙酰基酶（HDAC）参与了使用NG108-15细胞对CHAT基因表达的调节，如上一年。对未分化细胞的IIA类特异性抑制剂的治疗增加了CHAN基因的表达。此外，二丁酰基cAMP诱导的神经分化过程中HDAC的表达表明，属于IIA级家族的HDAC9在基因和蛋白质水平下显着降低。此外，已证实HDAC9蛋白在分化诱导后的细胞中与CHAT基因启动子区域分离。此外，已经确认将HDAC9特异性siRNA引入未分化的细胞中增加了聊天基因表达。基于上述结果，未分化的NG108-15细胞中的CHAT基因被HDAC9脱乙酰化，并且其转录受到抑制。还表明，HDAC9通过刺激与细胞外的分化来分离启动子区域，并成为高度乙酰化的状态，从而激活聊天基因表达并区分了功能性胆碱能神经。这些结果被认为有助于阐明神经递质表型获取的机理。