脳神経科学を社会へ還流する教育研究拠点　東北大脳科学グローバルCOE

講師：湯浅　慎介 Shinsuke Yuasa
所属：慶應義塾大学循環器内科/再生医学教室
予定演題：心臓転写因子Zac1の同定と機能解析
講演言語：日本語

心臓転写因子Zac1の同定と機能解析　　　　　

Zac1は心臓発生における必須の転写因子である
心臓における転写因子は数多く知られており、発生や恒常性の維持に重 要な役
割を占めている。しかし、その転写機構は解明されていず、この機構を解明する
ためには新たな転写因子を同定する 必要がある。我々は Zac1という転写因子を
同定し、この研究の目的はZac1の発現部 位、転写機能そして動物個体における
機能の解明である。[結果] (1)Whole-mount in situ hybridization にてマウス
胎仔の心臓におけ る発現を確認した。 (2)心臓特異的なマーカープロモーター
を用 いたルシフェラーゼ活性による検討でZac1は心臓特異的な転写因 子に比べ
て強い転写活性を示した。(3)Gel mobility shift assayによりANFプロモーター
に直接結合していることが判明し た。(4)Nkx2.5とZac1が強調的に作用すること
が判明した。 (5)GST pull downによりZac1のzinc fingerと Nkx2.5の
homeodomainが結合していることが示された。(6) Zac1 ノックアウトマウスの解
析ではVSD,ASD等の心奇形を認めた。 [結語]Zac1は心臓発生に、必須の転写因子
である。
Zac1 is an essential cardiac transcription factor
Although there are many essential cardiac transcription factors, the
mechanisms of heart development and homeostasis remain poorly
understood. The transcription factors have the central role of gene
expression, pathogenesis and organ morphogenesis. To isolate the novel
cardiac transcription factor, we performed gene chip analysis by using
cardiac myocyte differentiating embryonic stem cells and isolated the
Zac1. This study was designed to investigate the molecular and
functional characterization of Zac1. [Methods and Result] (1)
Whole-mount in situ hybridization and immunostaining of Zac1 was
performed at mouse embryo. Zac1 was strongly expressed in the whole
heart. (2) Luciferase constructs under the control of either ANF, BNP
and aMHC promoter were co-transfected with Zac-1 expression vector, and
its transcriptional activity was compared with other cardiac
transcription factors. Zac1 had strong transcription activity for these
promoters compared with Nkx2.5, Gata4, SRF, Tbx5 and MEF2C. (3) Gel
mobility shift assay revealed that Zac1 was directly associated ANF
promoter. (4) Zac1 DNA binding site within the ANF promoter was also
determined. It was adjacent to the Nkx2.5 binding site. Luciferase
analysis revealed that Zac1 has a synergistic transcriptional activity
with Nkx2.5. GST pull down analysis showed that Zac1 5th and 6th zinc
finger domains directly bound to Nkx2.5 homeodomain. (5) Zac1 knock-out
mouse showed severe cardiac deformity at the embryonic stage.
[Conclusions] These findings indicated that Zac1 is one of the essential
cardiac transcription factors, and it collaborates with other cardiac
transcription factors.