蛋白質核酸酵素:軟骨の発生・分化における遺伝子ネットワーク

特集 哺乳類の器官構築
軟 骨 の 発 生 ・分 化 にお ける遺伝子ネットワーク
Gene
networks
土 屋惠
in chondrogenesis
・浅 原 弘嗣
軟骨 の発生 ・分化 を調節 する遺伝 子ネ ッ トワー クを解 明す る ことを目的 と して,ポ ス トゲノム アプロー チと称 され
る,ChlP-chip解
析,包 括的 なin situハイブ リダ イゼーシ ョンとデータベ[＜X 構築,ハ イ スルー プ ッ トな遺伝 子の
機能解 析な ど,複 数 の手法 か ら得 られ る網羅 的な情報 を機能 的 に組 み合わせ て解 析 を進めて いる 、これ までに,軟
骨の発 生 ・分 化 において主要 な転写 因子 で あるSox9の ネ ッ トワークに主眼 をおいて研 究を進 めた結果,Sox9と 協
調 してはた らく蛋白 質,細 胞 種 に特 異 的なSox9の 標的 遺伝 子 などを,網 羅的 かつ整合 性 をも った情 報 と して同定
できる ようにな って きた.
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Key words
●軟骨 形成
●転 写 因子
●ク ロマ チン
●発 現 デー タベー ス
●ハイ スループ ッ トスク リーニ ング
ノ の全 体 像 を把 握 す る こ と も非 常 に 興 味 深 い.こ
は じめ に
こ で は,
こ の よ うな観 点 か らの ポス トゲ ノム ア プ ロ ー チ戦 略 を,筆
わ れ われ の体 は精 密 な 遺伝 子 発 現 調 節 に よ って形 づ くら
者 らの研 究 を中 心 に紹 介 す る.
れて い る.た とえば,未 分 化 な間葉 系 幹 細 胞 が,軟 骨 細 胞,
骨 芽 細 胞,筋
細 胞,脂 肪 細 胞 に分 化 す る と きに は,そ れ ぞ
れ転 写 因子 であ る,Sox9,Runx2,MyoD,PPARγ
をコ
ー ドす る遺 伝 子 が マ ス ター遺 伝 子 と して発 現 し組 織 特 異 的
I
転写因子Sox9の
標的遺伝子を探す
軟 骨 分 化 にお い て起 点 とな る転 写 因子Sox9に
つ いて は,
な遺 伝 子 発 現 を制 御 し,律 速 段 階 とな って い る こ とが 明 ら
軟 骨 組 織 特 異 的 な マ トリ ック スで あ る タイ プIIコ ラ ー ゲ ン
か とな って い る.し か しな が ら,発 生 ・分 化 にか か わ る多
やCOMPを
くの遺 伝 子 の現 在 まで の知 見 か ら説 明 で きる こ とは,そ れ
で あ る こ とが わか っ てい た.し か し,米 国M.D.Anderson
らの 遺 伝 子 が もつ機 能 の ほ ん の 一 部 にす ぎず,た
癌 セ ン ターCrombrugghe研
軟 骨 にお いて重 要 な転 写 因 子Sox9が
よ うに制 御 して い るか,ど
と え ば,
下 流 の遺 伝 子 群 を どの
の よ うな ネ ッ トワー クを形 成 し
コー ドす る遺伝 子 な どが そ の直 接 の ター ゲ ッ ト
究 室 の秋 山 らは,マ
ウス の個
体 内 で特 定 の 遺伝 子 の 欠損 を 時期 特 異 的 お よび組 織 特 異 的
に誘 導 で きるCreリ
コ ン ビナ ーゼ/loxP組 換 え系 を用 い て,
て,時 期 特 異 的お よび領 域 特 異 的 に ど う機 能 す るの か な ど,
間 葉 系 細 胞 の凝 集 前 と凝 集 後 の軟 骨 細 胞 に お い てそ れ ぞ れ
い ま だ明 らか に なっ て はい ない.
Sox9遺 伝 子 を欠 失 した マ ウス を作 製 し,こ の マ ウ ス を用 い
細 胞 の 分化 過 程 に 関与 す る連 鎖 的 な一 連 の 遺伝 子発 現 を
ドミノ倒 しに た とえ る な ら,Sox9を
先 頭 と した軟 骨 細 胞 分
てSox9が
た.そ
軟 骨 分 化 に どの よ うに 関与 して い るか を解 析 し
の結 果,間 葉 系 細 胞 の 凝 集 前 にSox9遺
伝 子 を 欠損
化 の ドミノ は,い くつ のパ ー トやパ ー ツか らなって い て,ど
した マ ウス で は,予 想 どお り,軟 骨 形 成 の 最 初 のス テ ップ
の よ うな仕 掛 けが あ る のだ ろ うか.ひ とつ ひ とつ の倒 れ る速
で あ る 間 葉 系 細 胞 の 凝 集 が 起 こ らず軟 骨 細 胞 に分 化 す る こ
度 や そ の 角 度 を解 析 す る こ との重 要 性 と同様 に,こ の ドミ
とが で きな か っ た.実 際,軟 骨 細 胞 の マ ー カー とな る タイ
プIIコ ラ ー ゲ ンや ア グ リ カ ンな どの発 現 も認 め られ なか っ
た.一 方,間
Megumi
Tsuchiya,
Hiroshi
Asahara
葉 系 細 胞 の凝 集 後 にSox9遺
伝 子 を欠 損 した
マ ウス で は,増 殖 軟 骨 細 胞 の 欠 損 と軟 骨 特 異 的 マ トリッ ク
国 立 成 育 医 療 セ ン タ ー研 究 所 移 植 ・外 科 研 究 部
スの 産 生 の 著 しい 減 少 が起 こ り重 篤 な軟 骨 形 成 不 全 の 症 状
E-mail : [email protected]
URL : http://www.nch.go.jp/ishoku/index.htm
が 観 察 され たD.こ
の結 果 は,軟 骨 細 胞 の分 化 過 程 の 主 要
な段 階 におい て,Sox9が
1432
蛋 白 質 核 酸 酵 素VoL52No、12(2007)
厳 密 な時 間 的制 御 ・空 間的 制 御 を
特集 哺乳類の器官構成
図1
ChIP-chip解
析 によ る転
写 因 子Sox9が
制御 する
遺 伝 子 の網 羅 的 な 探 索
(a)マ ウ スの 軟 骨 細 胞 およ び セ ル トリ
細 胞 を 単 離 し,そ れ ぞ れ,抗Sox9抗
体 で 免 疫 沈 降 して 得 られたDNAを
精
製 ・増 幅 した の ち,プ ロ モー タ ー ア レ
イ に ハイ プ リダイ ゼ ー シ ョン す る こ と
で解 析 した.
(b)軟 骨 細胞 内 に おけ るSox9の
領 域 には,Sox9ホ
る配 列(Sox9結
モ2量
結合
体が結合す
合 配 列 の逆 位 くり返 し
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配 列)が 多 く含 ま れて いた.
べ た ところ,ホ モ2量 体 が 結合 す る とされ る配 列 が セル トリ
行 なっ てい る こ とを強 く示 唆 して い る.
これ らの知 見 をふ ま え て,筆 者 らは,軟 骨 細 胞 にお け る
細 胞 に比 べ て多 くみ られ た(図1b,筆
者 ら:投 稿 中).こ れ
Sox9の 新 た な標 的 遺 伝 子 を網 羅 的 に探 索 す る た め,ChIP
らの結 果 は,軟 骨 細 胞 に特 異 的 な,Sox9に
法*1と マ イ ク ロ ア レイ を組 み合 わせ た解析 法 で あ るChIP-
の選択 メカニ ズ ムの一 端 を示 した結 果 で あ り,ChIP-chip解
chip解 析 を行 な った.ChIP-chip解
析 を用 い た網 羅 的 な解 析 に よ りは じめ て明 らか にす る こ と
析 に よ り,転 写 因 子 の
ゲ ノム上 での結 合 位 置 を網羅 的 に解 析 す る こ とが で き2),そ
よる制 御 遺 伝 子
が で きた もの とい え る.
の網 羅 性 はマ イ クロア レイの ゲ ノム領域 の カバ ー率 に よ り限
定 され るが,近 年 の高 密 度 ヌ クレオチ ドア レイのめ ざ ま しい
II Sox9に
て い る.こ
こで は,米 国Affymetrix社
る,約28,000遺
流2.45kbま
よ り販 売 され て い
伝 子 の転 写 開始 点 につ い て上 流6kbか
で の 約10kbの
よるクロマチンを介 した
転写調節機構
発 展 に よ り,文 字 どお りゲ ノム ワイ ドな探 索 が 可 能 にな っ
ら下
領域 に対 し25塩 基 の プ ロー ブ
で は,Sox9に
よ る遺伝 子発 現 は どの ように制 御 され てい
るの だ ろ うか.Sox9はDNA構
造 を湾 曲 で きる とい われ る
を タイ ル上 に敷 き詰 め た,い わ ゆ るタイ リング ア レイであ る
HMGボ
プ ロモ ー ター ア レイ を使 用 して,遺 伝 子 の シス領域 へ のSox9
は ク ロマ チ ン構 造 の 制 御 が そ の転 写 調 節 にお け る本 質 的 な
の結 合 に注 目 してChIP.chip解
分 子 機構 で は ないか と推 論 されて いた.先 述 したChIP.chip
軟 骨 細 胞,お
析 を行 な った(図1a).
よび,軟 骨 細 胞 と同 様 にSox9を
ック ス を もつ こ とか ら,古
くか ら,DNA構
造 また
発現 する
解析 に よ り明 らか とな ったSox9の 転 写 パ ー トナ ー因 子 に加
精 巣 の セ ル トリ細 胞 に対 しChIP-chip解
析 を行 な った結 果,
え,ク ロマ チ ン とそ の制 御 因子 が 時 間 的 ・空 間 的 な 遺伝 子
軟 骨 細 胞 とセ ル トリ細 胞 とで は,Sox9は
そ の ほ とん どが異
発 現 を細 や か に制 御 してい る こ とが,最 近 の研 究 か ら明 ら
な る領 域 に結 合 して お り,そ れ ぞ れ の組 織 にお い て まっ た
く異 な る遺 伝 子 の発 現 を 制御 して い る こ と を示 唆 す る結 果
を得 た.こ の組 織 特 異 性 の制 御 には,近 年,Sox9ホ
モ2量
か に な りつ つ あ る(図2).
これ まで に筆 者 らは,Sox9と
と もに,ヒ ス トンアセ チ ル
化 活性 を もつ 転 写 コアクチ ベー ターで あ るCBP/p300が,コ
体 の形 成 が重 要 で あ る こ とが示 唆 され て お り3),そ の観 点
ラー ゲ ン遺 伝 子 の ひ とつCol2al遺
か ら,軟 骨 細 胞 内 に お け るSox9結 合 領 域 のDNA配
で複 合 体 を形 成 し,そ の 転 写 を促 進 す るこ とを明 らか に して
*1
ChIP法:chromatin
immunoprecipitation,ク
疫 沈 降 し,結 合 して い るDNAを
で き る(ChIP-chip解
列 を調
ロマ チ ン免疫 沈 降法.ク
検 出す る.ま た,得
られ たDNAを
伝 子 の プ ロモ ー ター領 域
ロ マチ ン とその 結 合 蛋 白 質 を架橋 したの ち,結 合蛋 白質 の 抗体 を用 い て これ を免
マ イク ロア レイにハ イブ リダ イゼ ー シ ョ ンす れ ば,ゲ
ノム レベ ルで の情 報 を得 る こ とが
析).
蛋 白質 核 酸 酵 素
Vol.52
No.12(2007)
1433
い る.ま
た,蛋
白 質 問 の 相 互 作 用 を 阻 害 す る ペ プ チ ドを 同
伝 子 ス ク リー ニ ン グ に よ っ て,SOX9変
異 体 と非 常 に よ く似
定 し,そ
れ を ア デ ノ ウ イ ル ス に よ っ て 問 葉 系 幹 細 胞 に発 現 さ
た 表 現 型 を 示 す 個 体 がTRAP230/Med12に
変 異 を もつ こ と
せ る シ ス テ ム を 開 発 し た.こ
CBP/p300と
の シ ス テ ム を 用 い てSox9と
の 複 合 体 形 成 を 阻 害 し た と こ ろ,軟
化 が 起 こ ら な くな る こ と を 明 らか に した4).つ
の 初 期 分 化 に 必 要 なTGF-β
ナ ル がSox9の
に よ るSmad2/3を
転 写 活 性 を 促 進 し,Co12a1遺
サ ー 領 域 に お い てSox9とCBP/p300と
す る こ と で,軟
ま た,筆
骨 へ の分
づ い て,軟
骨
介 した シ グ
伝 子 の エ ンハ ン
の 複 合 体 形 成 を調 節
骨 の 分 化 を 促 進 して い る こ と を 示 し た5).
者 ら は,新
し い ア プ ロ ー チ と し て,Sox9と
発生
段 階 に お い て 時 空 間 的 に 共 存 す る 因 子 群 をin situハ
イブ リ
ダ イ ゼ ー シ ョ ン に よ る 発 現 パ タ ー ン に よ っ て 同 定 し,そ
う ち の ひ と つ と し て,こ
れ ま でPPARγ
CBP/p300と
結 合 し,Col2al遺
こ と を 明 らか に した.さ
がSox9の
がSox9お
よび
のPGC-1α
がSox9に
直接
転 写 活 性 を制御 す る こ と
コ ア ク チ ベ ー タ ー と して,軟
経 冠,軟
の 発 生 を 制 御 して い る こ とが 明 らか に さ れ た.ま
骨,耳
た,今
ら に よ り,軟 骨 特 異 的 に発 現 す る基 ・
質 蛋 白 質CD-RAPの
現 が,Sox9,CBP/p300と,C/EBPβ
の3者
よ っ て 制 御 さ れ て い る こ とが 示 さ れ た.つ
村
発
の バ ラ ンス に
ま り,Cd-rap遺
伝 子 の プ ロ モ ー タ ー 領 域 に はC/EBPβ
とSox9が
こ の 両 者 の 結 合 に よ っ てSox9のDNA結
合 能 が 向 上 して 転
写 が 活 性 化 さ れ る こ と,ま
がDNAへ
た,C/EBPβ
る と転 写 が 抑 制 さ れ る が,こ
のC/EBPβ
合 す る こ と に よ りC/EBPβ
のDNAへ
そ の 結 果,転
結 合 し,
結合 す
がCBP/p300と
結
の 結 合 が 阻 害 さ れ,
写 抑 制 が 解 除 さ れ る こ とが 明 らか と な っ た9).
II 発生における
全転写因子発現カタログの作成
発 生 の全 容 解 明 に は全 遺 伝 子 の発 現 情 報 を知 る必 要 が あ
るが,哺 乳 類 の胚 で の全 身 にお け る全 遺 伝 子 の発 現 デー タ
示 した6).
こ の ほ か に も,Sox9はTRAP(thyroid
protein,甲
hormone
ら に,ゼ
recep-
状 腺 ホ ル モ ン受 容 体 関連 蛋 白
質)複 合 体 の 構 成 要 素 で あ るTRAP230と
告 さ れ7),さ
れ に よ り,Trap230/Med12が
コ ア ク チ ベ ー タ ー と し て 機 能 し,神
骨 に
特 異 的 な 遺 伝 子 の 発 現 と分 化 誘 導 に か か わ っ て い る こ と を
tor-associated
Sox9の
伝 子 の 発 現 を促 進 して い る
ら に,こ
に 結 合 し て ク ロマ チ ン上 でSox9の
か ら,PGC-1α
の
な ど核 内 レ セ プ タ
ー の コ フ ァ ク タ ー と さ れ て き たPGC-1α
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が 報 告 さ れ て い る8).こ
結 合 す る こ とが 報
ブ ラ フ ィ ッシ ュの 機 能 的 な大 規 模 遺
は まだ整 備 され て い な い.時 空 間的 に発 現 パ ター ンの 重 な
る遺 伝 子 ク ラ ス タ ー を 同期 発 現 遺 伝 子 群(synexpression
group)と
よび10),同 じクラ ス ターに属 す る遺伝 子 群 は時 期
特 異 的 ・組 織 特 異 的 な “チ ー ム”と して協 調 的 に作 用 してい
図2
Sox9お
よ び転 写 コ フ ァ ク
ター に よ る転 写 制 御
Sox9は,Sox5,Sox6と
協調的 にエ
ンハ ン サー 領 域 に結 合 す る,ヒ ス トン
ア セ チ ル 化 酵 素 複 合 体 で あ るCBP/
p300やPGC-1α
た,細
を リクル ー トし,ま
胞 外 シ グナ ル と してBMPま
はTGF-β
た
の シ グ ナ ル を 受 け,Smad
な どを リン酸 化 依 存 的 に リクル ー トす
る こ とで,ク
ロマ チ ン 構 造 を 変 換 し,
転 写制 御 を行 な って いる も の と考 え ら
れ る.
1434
蛋 白 質 核酸 酵素Vol.52
No.12(2007)
特集 哺乳類の器官構成
る こ と が 予 測 さ れ る.た
ル ー プ は,四
と え ば,川
上 とBelnmonteら
のグ
肢 の 先 端 組 織 で の 同 期 発 現 遺 伝 子 群 を抽 出 し,
発 生 時 期 特 異 的 なMAPキ
に し た11).こ
ナ ー ゼ に よ る 制 御 機 構 を 明 らか
の 共 同 研 究 を 発 展 させ る か た ち で,筆
者 ら は,
全 身 にお け る発 生 時 期 特 異 的 な 同期 発 現 遺 伝 子 群 を同 定 で
き る デ ー タ を,ホ
ー ル マ ウ ン トin situハ
イ ブ リ ダイ ゼ ー シ
ョ ン に よ っ て 完 成 させ る プ ロ ジ ェ ク トを行 な っ て い る.
こ れ ま で のin situハ
ー タベ ー ス は
は,16,000個
,い
イ ブ リ ダ イ ゼ ー シ ョ ン に よ る発 現 デ
ず れ も不 十 分 で あ る.米
国Allen研
究所 で
の 遺 伝 子 につ い て 成 体 マ ウス の 脳 を用 い た 組 織
ハ イ ブ リ ダ イ ゼ ー シ ョ ンに よ る デ ー タベ ー ス を構 築 in
し situ
て い る12).ま
約1400個
た,英
国Edinburgh大
の遺 伝 子 発 現 デー タを もつ収 集 型 の マ ウス胚 発 現
デ ー タベ ー ス で あ る が,ハ
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学 に よ るEMAGEは,
イブ リダイゼ ー シ ョンの条 件 や集
め られ た 遺 伝 子 に 統 一 性 は な い13).米
は,約1100個
国Harvard大
の 転 写 因 子 に つ い て マ ウ ス 胚 の1ス
生10.5日)に
学か ら
テ ー ジ(胎
お け る ホ ー ル マ ウ ン トin situハ イ ブ リ ダ イ ゼ ー
者 ら は,マ
EMBRYSデー
タ ベー ス
遺 伝 子 名 か ら検索 する と,各
シ ョ ン の 報 告 が な さ れ て い る14).
そ こ で 今 回,筆
図3
ス テ ー ジの マ ウス 胚 に お ける ホ ール マ ウ ン トin
ハ イ ブ リダ イ ゼ ー シ ョ ンの 画 像 が 表 示 さ れ る.ア
ウ ス 胚 の3ス
テ ー ジ に お い て,
Entrez Gene(米
国NCBI)へ
ッセ イ 条 件 の 表 situ
示,
の リンク など があ る.
転 写 因 子 お よび 転 写 コ フ ァク タ ー に つ い て 包 括 的 な ホ ー ル マ
ウ ン トin situハ
イ ブ リ ダ イ ゼ ー シ ョ ン を 行 な い,こ
れを も
と に 発 現 画 像 デ ー タ ベ ー ス で あ るEMBRYS(embryonic
に後 期 の軟 骨 分化 にお い てSox9と 同期 して軟 骨 に発 現 す る
mouse
in bioinformative
アル ギ ニ ンメチ ル化 酵 素 に注 目 し,そ の機 能 解 析 を行 な っ
3).遺
伝 子 数 は転 写 因子 お よ び転 写 コ フ ァク ター をほ ぼ網
羅 し た1600個
胎 生11.5日
以 上 で,発
の3ス
system)の
構築 を 進 め て き た(図
生 時 期 は 胎 生9.5日,胎
テ ー ジ,デ
な役 割 を はた す こ とが 明 らか とな った(筆 者 ら:投 稿 中).
生10.5日,
ー タ数 は ホ ー ル マ ウ ン トin situ
ハ イブ リ ダ イゼ ー シ ョ ンの デ ー タベ ー ス と して は最 大 の 約
4800個
し て,新
で あ る.そ
し て,得
た ところ,こ の 因子 がSox9と 協 調 して軟 骨 発 生 分 化 に重 要
られ た 約15,000枚
の 画 像 を解 析
IV ハ イスループ ッ トスク リーニ ングを用
いた軟骨分化遺伝子カスケー ドの解析
規 の 発 現 遺 伝 子 の ス ク リ ー ニ ン グ を行 な っ た.
さ ら に,新
規 の 画 像 表 示 シ ス テ ム と し て,ハ
社 とAERO規
格(animated
observation)を
共 同 開 発 した.こ
と に よ り,胚
の サ ン プ ル の 周 囲360度
情 報 を 付 加 す る こ と が で き,発
environment
イ ロ ックス
for
rotary
の シス テ ムで 記 録 す る こ
の任 意 の方 向 か らの
現 部 位 の立 体 的 な把 握 が可
能 に な る.ま
た,従
に 比 べ て,よ
り短 時 間 で 記 録 で き再 現 も容 易 で あ る.今
こ のEMBRYSデ
来 の 平 面 か ら の3次
ー タ ベ ー ス をWeb上
元 再 構 成 シス テ ム
後,
で画 像 デー タに ア ノ
こ う して 得 ら れ た,四
ナ ル 因 子,組
わ ち,ど
肢 特 異 的 な 転 写 因 子,細
胞外 シグ
織 分 化 マ ー カ ー な どの 発 現 の 上 流 解 析,す
な
の よ う な因 子 に よっ て これ らの 因 子 の 発 現 が 調 節
さ れ て い る の か を 探 索 す る た め,細
胞 ベ ー ス で のハ イ スル
ー プ ッ トス ク リ ー ニ ン グ を 行 な っ て い る .注
目す る遺 伝 子
の転 写 調 節 領 域 を もつ レ ポ ー タ ー ベ ク タ ー と と も に,cDNA
発 現 ク ロ ー ン ラ イ ブ ラ リ ー(約16,000ク
ロ ー ン)を 単 一 ク ロ
ー ン ご と に 細 胞 に 導 入 して 過 剰 発 現 させ
,注
目す る遺 伝 子
テ ー シ ョ ン を付 加 で き る よ うな 参 加 型 デ ー タベ ー ス に し,発
の 転 写 調 節 領 域 に 及 ぼ す 作 用 を レポ ー ター 活 性 で 評 価 す る.
生 研 究 の 発 展 に 寄 与 し た い と 考 え て い る.
筆 者 ら の 研 究 室 は,こ
筆 者 ら は こ れ ま で に,EMBRYSデ
Sox9と
ー タ ベ ー ス を 用 い て,
同 じ発 現 パ タ ー ン を しめ す 転 写 因 子 お よ び 転 写 コ ア
ク チ ベ ー タ ー を 複 数 同 定 し た(未 発 表).こ
の な か で,と
く
の レ ポ ー タ ー ア ッ セ イ を384ウ
ェル
プ レ ー トで 高 密 度 に 行 な う と い う ハ イ ス ル ー プ ッ ト化 に 成
功 し,現
在 で は,全
ゲ ノ ム か ら転 写 ・翻 訳 さ れ る 産 物 の 約
半 数 に 相 当 す る と考 え られ る16,000ク
蛋 白質 核 酸 酵素
Vol.52
ロー ンをい ち どに ス
No.12(2007)
1435
骨 細 胞 にお い て は細 胞 質 に 局在 して い る こ とが わ か り,さ
ク リー ニ ングす る こ とが可 能 とな って い る(図4).
ヒス トン
らに興 味深 い こ と に,軟 骨 組 織 培 養 に お い て は培 養 液 中 に
骨形 成
多 く検 出 され た.こ の現 象 は,組 織 培 養 の み な らず 軟 骨 細
にか か わる可 能 性 が示 唆 され たた め,そ の ノ ックア ウ トマ ウ
胞 を凝 集 させ て分 化 誘 導 を行 な っ た場 合 に もみ られ,軟 骨
スの 解 析 を行 な っ た.と
組 織 特 異 的 で あ り,確 か にHMGB1が
転 写 因子Runx2を
もち い た ア ッセ イ系 で は,非
型 ク ロマ チ ン結 合 蛋 白質 と して知 られ るHMGB1が
くに,Runx2が
着 目 し解 析 を進 め た と ころ,HMGB1ノ
関与 す る骨 分化 に
ックア ウ トマ ウスで
は 内軟 骨 性 骨 化 が 著 し く阻 害 され て い る こ とが 明 らか と な
分 泌 され る こ とが 判
明 した.
これ を裏 づ け る よ う に,精 製 され たHMGB1はVEGF
っ た.in situハ イブ リ ダイゼ ー シ ョン を用 い た検 討 に よ り,
(血 管 内皮 細 胞 増 殖 因子)と 同 様 に,破 骨 細 胞 お よび血 管 内
HMGB1ノ
皮 細 胞 の リクルー ト活 性 を もつ ことが ボ イデ ンチ ャ ンバ ー と
ックア ウ トマ ウス におい て は,軟 骨 細 胞 お よび骨
芽 細 胞 の 分 化 マ ー カー に は異 常 は ない が,破 骨 細 胞 や 血 管
よ ば れ るin vitro組 織 培 養 系 で 証 明 さ れ15),こ
内 皮 細 胞 の侵 入 が遅 れ て い る こ とが 明 らか とな った.ま た,
HMGB1ノ
本 来,HMGB1は
も,HMGB1は
クロマ チ ン構 造 変 換 を介 した転 写 制 御 因
ッ クア ウ トマ ウ ス の表 現 型 と一 致 す る こ とか ら
発 生 にお い て,ク
ロマ チ ン構 造 を介 した転
写 制 御 の み な らず,分 泌 され て細 胞 外 因 子 と して軟 骨 形 成
Database Center for Life Science Online Service
子 と して 考 え られ てい るが,内 軟 骨 性 骨 化 の後 期 分 化 の軟
図4
1436
ハイスル-プ ッ ト化cDNA過
蛋 白質 核 酸 酵 素
Vol.52
剰発現 系 によ る,標 的遺伝 子の発現 に関与 する因子群のス クリーニ ングの流れ
No.12(2007)
れ らが
特集 哺乳類の器官構築
に役 割 を もつ こ とが 明 らか となっ た.
6)
Kawakami, Y. et al.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 102, 2414-2419
お わ りに
7)
(2005)
Zhou, R. et al.:Nucleic Acids Res., 30, 3245-3252(2002)
8)
Rau, M. J., Fischer, S., Neumann, C. J.: Dev. Biol.,296,83-93 (2006)
以 上,筆
者 らの最 近 の研 究 結 果 と進 行 中 の プ ロ ジェ ク ト
を中 心 に,発 生 研 究 にお け る遺 伝 子 ネ ッ トワー ク解 析 の 一
端 を紹 介 した.今 後 の発 生 分 化 に お け る研 究 に は,こ の よ
Chem., 280, 16625-16634(2005)
10) Niehrs, C., Pollet, N.: Nature, 402, 483-487 (1999)
うな複 数 の ポス トゲ ノム アプ ロー チ を機 能 的 かつ システ マテ
11) Kawakami, Y. et al.: Nature Cell Biol.,5, 513-519 (2003)
ィ ック に組 み合 わ せ る こ とで,い
ま まで解 析 が 困 難 であ っ
た膨 大 な デ ー タを帰 納 ・演 繹 してい くよ うな,新
しいバ イ
オ ロ ジー の戦 略 が必 要 とな る と考 え てい る.
文
Database Center for Life Science Online Service
9) Imamura, T., Imamura, C., Iwamoto, Y., Sandell, L. J.: J. Biol.
献
12) Lein, E. S. et al.: Nature, 445, 168-176(2007)
13) Baldock, R. A. et al: Neuroinformatics, 1, 309-325 (2003)
14) Gray, P. A. et al: Science, 306, 2255-2257 (2004)
15) Taniguchi, N. et al.: Mol Cell. Biol.,27, 5650-5663 (2007)
土 屋惠
1) Akiyama, H. et al.: Genes Dev., 16, 2813-2828 (2002)
略歴:1994年
2) Lee, T. I., Johnstone, S. E., Young, R. A.: Nature Protoc., 1, 729-748
術 振 興 会 特 別 研 究 員,基 礎 生 物 学 研 究 所 博 士 研 究 員 を経 て,
2007年 よ り国立 成 育医療 セ ンター研 究所 プロ ジェ ク ト研 究 員.
群 馬大 学 医学 部 卒 業,産 婦 人科 学 入局,日 本学
(2006)
3) Lefebvre, V., Behringer, R. R., de Crombrugghe, B.: Osteoarthr.
4)
5)
Cartil., 9 Suppl.A, S69-75 (2001)
Tsuda, M., Takahashi, S., Takahashi, Y., Asahara, H.: J. Biol.
Chem., 278, 27224-27229 (2003)
Furumatsu, T. et al.:J. Biol. Chem., 280, 8343-8350(2005)
浅 原 弘 嗣
略歴:1992年
岡 山 大 学医 学 部 卒 業,整 形 外 科学 入局,米
国
Harvard大 学,米 国Salk研 究所,科 学 技術 振興機 構 さきが け研
究 員 を経 て,2002年
米 国Scripps研 究所 で研 究室 を開設,2004
年 よ り国立 成 育医療 セ ンター研 究所 部長.
蛋 白質 核 酸 酵 素
Vol.52
No.12(2007)
1437