培養甲状腺細胞株(FRTL-5細胞)における血清、TSHおよびインスリン刺激によるサイログロブリン(TG)プロモーター活性とTG mRNAの変動

Abstract

In order to examine whether the promoter region in Thyroglobulin (TG) gene plays an important role in regulation of TG gene expression by Thyroid Stimulating Hormone (TSH), insulin and serum, a plasmid to which the TG promoter was inserted in the upstream of luciferase gene was induced in rat thyroid FRTL-5 (Fisher Rat Thyroid L-5) cells, and changes of luciferase activity was assayed when TSH, insulin or serum was added. In addition, changes of endogenous TG mRNA were observed simulatneously and relation between TG mRNA and luciferase activity was discussed. When TG promoter DNA was induced into the FRTS-5 cells via the plasmed, the luciferase activity was increased even without TSH or insulin. These results suggest that an FRTL-5 cell is involved in a mechanism that can activate TG promoter or TG gene to some extent. By TSH addition, luciferase activity did not increase remarkably, while endogenous TG mRNA was increased. When insulin was added, both promoter activity and TG mRNA activity were increased remarkably, while they was decreased when TSH and insulin were added simultaneously. The promoter activity and TG mRNA was increased as serum concentration increased. These results indicate that a region to regulate TG gene expression by insulin and serum concentration presents in the promoter region.

ラットTG遺伝子の上流-180から+1までのプロモーター領域が、TG(チログロブリン)遺伝子の甲状腺特異的な発現に必要な最小の領域であることが、1987年にDi Lauroらのグループにより示された。本研究では、この180塩基対のプロモーター領域が、甲状腺刺激ホルモン(TSH)、インスリンおよび血清によるTG遺伝子発現調節に重要であるか否かを検討する目的で、TGプロモーターをレポーター遺伝子であるルシフェラーゼ遺伝子の上流に挿入したプラスミドをFRTL-5細胞に遺伝子導入し、TSH、インスリンおよび血清添加によるルシフェラーゼ活性の変動を検討した。この際の内因性のTGmRNAの変動も観察し、ルシフェラーゼ活性の変化と比較検討した。その結果、TGプロモーターを持たないpGL2basicをFRTL-5細胞に導入した場合には、ルシフェラーゼ活性が上昇しなかったことから、このプラスミドの中には、甲状腺細胞で転写を促進する塩基配列が存在しないことが示された。一方、このプラスミドにTGプロモーターDNAを挿入すると、TSHやインスリン非存在下(0.5％血清存在下)でもルシフェラーゼ活性の増加が認められた。また、内因性のTGmRNAがTSHやインスリン非存在下でも検出された。これらの結果から、細胞外からのTSHやインスリン刺激とは無関係に、TGプロモーターあるいはTG遺伝子をある程度活性化する機構が、FRTL-5細胞に存在することが示された。また今回クローニングしたプロモーター領域が、少なくともインスリンによるTG遺伝子発現調節を司っていることも示した。