シロチョウザメ(Acipenser transmontanus)のアリール炭化水素受容体核内トランスロケータ(ARNT1, ARNT2, ARNT3)。その配列、組織特異的発現、β-ナフトフラボンに対する応答

Aryl hydrocarbon receptor nuclear translocators (ARNT1, ARNT2, and ARNT3) of white sturgeon (Acipenser transmontanus): Sequences, tissue-specific expressions, and response to β-naphthoflavone.

• Jon A Doering
• Shawn C Beitel
• Sarah Patterson
• Bryanna K Eisner
• John P Giesy
• Markus Hecker
• Steve Wiseman

抄録

昆虫の生態系の中では、ダイオキシン様化合物（DLC）に対する転写応答の組織特異的プロファイルを持つ古代魚であり、一般的にテレポスト魚類で測定されるものとは異なります。DLC はアリル炭化水素受容体（AHR）を活性化することでその毒性を発揮するため、この転写因子は集中的な研究の対象となってきた。しかし、AHR の二量体化パートナーであり、AHR を介した転写に必要なアリール炭化水素受容体核内トランスロケータ（ARNT）についてはあまり注目されていなかった。本研究では、代表的なチョウザメであるシロチョウザメ（Acipenser transmontanus）のARNT1, ARNT2, ARNT3の塩基配列を決定し、各ARNTの組織特異的な基底転写量と、AHRのモデルアゴニストであるβ-ナフトフラボンへの曝露後の応答を定量した。ARNTのアミノ酸配列は、チョウザメの他のタンパク質と共通して、他の魚類のARNTよりも四足動物のそれに類似している。ARNT1、ARNT2およびARNT3の転写物は、調査したすべての組織で検出された。脊椎動物ではARNTsの発現は緊密に制御されているが、β-ナフトフラボンにより肝臓では発現が低下し、鰓では発現が上昇し、腸では発現が上昇した。ARNTは、低酸素応答を媒介する低酸素誘導因子1α（HIF1α）を含む複数のタンパク質の二量体パートナーである。β-ナフトフラボンに曝露したシロチョウザメの肝臓では、HIF1αの発現量が減少傾向にあることを明らかにした。AHRの活性化によるARNTとHIF1αの発現の変化は、DLCや他のアゴニストとの共曝露で低酸素に反応するチョウザメの特定の組織の能力に影響を与える可能性がある。

Sturgeons (Acipenseridae) are ancient fishes that have tissue-specific profiles of transcriptional responses to dioxin-like compounds (DLCs) that are unique from those generally measured in teleost fishes. Because DLCs exert their critical toxicities through activation of the aryl hydrocarbon receptor (AHR), this transcription factor has been the subject of intensive study. However, less attention has focused on the aryl hydrocarbon receptor nuclear translocator (ARNT), which is the dimerization partner of the AHR and required for AHR-mediated transcription. The present study sequenced ARNT1, ARNT2, and ARNT3 in a representative species of sturgeon, the white sturgeon (Acipenser transmontanus), and quantified tissue-specific basal transcript abundance for each ARNT and the response following exposure to the model agonist of the AHR, β-naphthoflavone. In common with other proteins in sturgeons, the amino acid sequences of ARNTs are more similar to those of tetrapods than are ARNTs of other fishes. Transcripts of ARNT1, ARNT2, and ARNT3 were detected in all tissues investigated. Expression of ARNTs are tightly regulated in vertebrates, but β-naphthoflavone caused down-regulation in liver and up-regulation in gill, while an upward trend was measured in intestine. ARNTs are dimeric partners for multiple proteins, including the hypoxia inducible factor 1α (HIF1α), which mediates response to hypoxia. A downward trend in abundance of HIF1α transcript was measured in liver of white sturgeon exposed to β-naphthoflavone. Altered expression of ARNTs and HIF1α caused by activation of the AHR might affect the ability of certain tissues in sturgeons to respond to hypoxia when co-exposed to DLCs or other agonists.

Copyright © 2020 Elsevier Inc. All rights reserved.