XBP1スプライシングとin vivoでの小胞体ストレスを監視するためのトランスジェニックゼブラフィッシュモデル

小胞体（ER）の誤って折り畳まれたタンパク質または展開されたタンパク質の蓄積（ER）は、展開されたタンパク質応答（UPR）を開始するERストレスを引き起こします。XBP1は、遺伝子発現を調節することによりERストレスに対処するために、UPRの重要なシグナル伝達経路の1つを媒介する転写因子です。XBP1の活性化には、細胞質のXBP1 mRNA転写産物から内部26ヌクレオチドを除去するIRE1エンドヌクレアーゼによって触媒される型破りなmRNAスプライシングが含まれます。研究者は、このユニークな活性化メカニズムを利用して、XBP1の活性化を監視し、それによって細胞培養モデルおよびトランスジェニックモデルにおいてUPRを監視しています。ここでは、特にゼブラフィッシュ卵母細胞および発達胚のレポーターとしてGFPを使用してXBP1活性化を監視するために、TG（EF1α：XBP1Δ-GFP）トランスジェニックゼブラフィッシュラインを報告します。TG（EF1α：XBP1Δ-GFP）導入遺伝子は、スプライシング要素を含むゼブラフィッシュXBP1 cDNAの一部を使用して構築されました。ERストレス誘発性スプライシングは、トランス活性化活性化ドメイン（XBP1Δ-GFP）なしでGFPタグ付き部分XBP1をコードするcDNAをもたらします。結果は、XBP1転写産物が、受精後3時間で接合性遺伝子活性化の前に、未受精卵母細胞およびゼブラフィッシュ胚のスプライシング活性アイソフォームとして主に存在することを示しました。hatch化腺での弱い発現に加えて、未受精卵母細胞、眼、脳、骨格筋で強いGFP発現が観察されました。（dithiothreitol）DTTとのトランスジェニックゼブラフィッシュ胚のインキュベーションは、XBP1Δ-GFP発現を有意に誘導しました。集合的に、これらの研究は、ゼブラフィッシュの卵母細胞、受精卵、初期段階の胚における母体のXBP1スプライシングの存在を明らかにします。TG（EF1α：XBP1Δ-GFP）トランスジェニックゼブラフィッシュは、発達中およびERストレス条件下でのin vivoモニタリングXBP1スプライシングに有用なモデルを提供します。

Accumulation of misfolded or unfolded proteins in the endoplasmic reticulum (ER) triggers ER stress that initiates unfolded protein response (UPR). XBP1 is a transcription factor that mediates one of the key signaling pathways of UPR to cope with ER stress through regulating gene expression. Activation of XBP1 involves an unconventional mRNA splicing catalyzed by IRE1 endonuclease that removes an internal 26 nucleotides from xbp1 mRNA transcripts in the cytoplasm. Researchers have taken advantage of this unique activation mechanism to monitor XBP1 activation, thereby UPR, in cell culture and transgenic models. Here we report a Tg(ef1α:xbp1δ-gfp) transgenic zebrafish line to monitor XBP1 activation using GFP as a reporter especially in zebrafish oocytes and developing embryos. The Tg(ef1α:xbp1δ-gfp) transgene was constructed using part of the zebrafish xbp1 cDNA containing the splicing element. ER stress induced splicing results in the cDNA encoding a GFP-tagged partial XBP1 without the transactivation activation domain (XBP1Δ-GFP). The results showed that xbp1 transcripts mainly exist as the spliced active isoform in unfertilized oocytes and zebrafish embryos prior to zygotic gene activation at 3 hours post fertilization. A strong GFP expression was observed in unfertilized oocytes, eyes, brain and skeletal muscle in addition to a weak expression in the hatching gland. Incubation of transgenic zebrafish embryos with (dithiothreitol) DTT significantly induced XBP1Δ-GFP expression. Collectively, these studies unveil the presence of maternal xbp1 splicing in zebrafish oocytes, fertilized eggs and early stage embryos. The Tg(ef1α:xbp1δ-gfp) transgenic zebrafish provides a useful model for in vivo monitoring xbp1 splicing during development and under ER stress conditions.