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エリトロポエチン遺伝子の調節:酸素センサーがヘムタンパク質であることを示す証拠

M A Goldberg¹, S P Dunning, H F Bunn

¹Howard Hughes Medical Institute, Department of Medicine, Brigham and Women's Hospital, Boston, MA 02115.

Science (New York, N.Y.)

|December 9, 1988

まとめ

赤血球にとって極めて重要なエリソポエチン (Epo) の生成は,低酸素によって調節されます. この研究では,ヘムタンパク質が酸素センサーとして作用し,共通の経路経由でEPOの生成を媒介することを明らかにしました.

科学分野:

バイオケミストリーバイオケミストリー
細胞生物学細胞生物学
生理学生理学とは

背景:

エリソポエチン (Epo) は,主に腎臓と肝臓で合成されるホルモンです.
エポの生成は酸素濃度 (低酸素) によって調節され,赤血球の生成に不可欠です.
ヒト肝腫細胞系Hep3Bは,Epo調節の研究のモデルとして機能しています.

研究の目的:

低酸素に対する反応として,Epo生成の基礎となる分子機構を調査する.
EPO規制における特定のシグナル伝達経路とタンパク質の役割を特定する.
EPO合成に関与する酸素感知メカニズムを解明する.

主な方法:

Hep3B細胞系を利用して,Epo mRNAとタンパク質発現を研究した.
エポの産生を刺激するために,低酸素および化学誘発剤 (コバルト塩化物,ニッケル塩化物) を適用した.
新しいタンパク質合成の必要性とヘム合成を阻害する効果を研究した.

主要な成果:

低酸素とコバルト塩化物は,Epo mRNAと生物学的に活性なEpoタンパク質を著しく増加させた.
Epo mRNA.を誘導するには,新しいタンパク質合成が必要でした.
低酸素,コバルト,ニッケル塩化物を含む一般的な経路が特定されました.
一酸化炭素の阻害とヘム合成の阻害は,酸素感知におけるヘムタンパク質を伴う.

結論:

ヘムタンパク質は酸素センサーとして作用し,エポの産生を調節する.
ヒポキシア,コバルト,ニッケルが,ヘムタンパク質の構成変化を含む共通の経路を通じて,エポの産生を刺激する.
この研究は,エリソポエーゼスの複雑な調節を理解するためのモデルを提供します.

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