ラット中心および末梢神経系のKrox-20転写因子：即時の初期遺伝子エンコードタンパク質の新規発現パターン

Krox-20タンパク質（EGR-2とも呼ばれる）は、ショウジョウバエのメラノガスターKrüppel遺伝子への交差ハイブリダイゼーションによってクローン化された即時の初期遺伝子によってエンコードされています。これは、亜鉛フィンガーモチーフと転写調節DNA要素への結合活性を持つ転写因子のクラスに属し、初期成長応答コンセンサスシーケンスと呼ばれます。本研究では、KROX-20の側頭腔発現は、正常なラットの中枢および末梢神経系で調査され、てんかん発作、軸索、グルタミン酸、およびアルファ系系依存性受容体抗菌剤による薬理学的治療、および末梢性栄養刺激を含む即時の初期遺伝子を誘導することが知られているさまざまな刺激の後に調査されました。免疫細胞化学は、Krox-20配列を含む融合タンパク質に対して生成された特定のポリクローナル抗血清で行われました。中枢神経系では、Krox-20タンパク質は、皮質、中隔、扁桃体、嗅球、視床下部の特定の神経亜集団における明確な構成的核発現を示しました。さらに、異なる細胞質免疫反応性が、脊髄および髄質運動ニューロン、背側根神経節ニューロン、および中脳および前脳のいくつかのニューロン細胞集団に存在していました。CNSでは、Krox-20はビククリン誘発性てんかん発作によってのみ誘導されました。地形的には、KROX-20レベルの事後増加は、大脳皮質、Fornix、扁桃体などの構成的な発現を持つ領域に限定されていました。Krox-20の誘導は、発作活動の発症後4〜8時間でピークに達しました。海馬では免疫反応性の増加は観察されませんでした。これは、ビククリン誘発発作の影響を最も深刻な脳領域です。中枢および末梢神経線維の切断は、軸系ニューロンのKrox-20誘導をもたらさなかった。しかし、Krox-20は、坐骨神経の切断後、Schwann様細胞で誘導されました。Krox-20とは対照的に、亜鉛フィンガーファミリーの関連する転写因子であるKrox-24は、発作および末梢有害刺激後の海馬および脊髄ニューロン、ならびに軸索後のCNSニューロンで著しく誘導されました。我々のデータは、Krox-20が、神経系の選択されたニューロン集団に基礎発現を伴う、すぐに初期の遺伝子産物を表し、意図的な刺激後の誘導が制限されていることを示しています。

The KROX-20 protein (also termed EGR-2) is encoded by an immediate early gene cloned by cross-hybridization to the Drosophila melanogaster Krüppel gene. It belongs to a class of transcription factors with zinc finger motifs and binding activity to a transcriptional regulatory DNA element termed the early growth response consensus sequence. In the present study the temporospatial expression of KROX-20 was investigated in the central and peripheral nervous systems of normal rats and after various stimuli known to induce immediate early genes, including epileptic seizures, axotomy, pharmacological treatment with glutamate and alpha-adrenergic receptor antagonists, and peripheral noxious stimulation. Immunocytochemistry was performed with a specific polyclonal antiserum generated against a fusion protein containing KROX-20 sequences. In the central nervous system, KROX-20 protein demonstrated distinct constitutive nuclear expression in specific neuronal subpopulations of the cortex, septum, amygdala, olfactory bulb and hypothalamus. In addition, distinct cytoplasmic immunoreactivity was present in spinal and medullary motoneurons, dorsal root ganglion neurons and a few neuronal cell populations of midbrain and forebrain. In the CNS, KROX-20 was only induced by bicuculline-induced epileptic seizures. Topographically, the postictal increase of KROX-20 levels was restricted to areas with constitutive expression, such as cerebral cortex, fornix and amygdala. Induction of KROX-20 peaked at 4-8 h after onset of seizure activity. No increase in immunoreactivity was observed in the hippocampus, the brain region most severely affected by bicuculline-induced seizures. Transection of central and peripheral nerve fibers did not result in KROX-20 induction in axotomized neurons. However, KROX-20 was induced in Schwann-like cells after transection of the sciatic nerve. In contrast to KROX-20, KROX-24, a related transcription factor of the zinc finger family, was markedly induced in hippocampal and spinal neurons following seizures and peripheral noxious stimulation, respectively, as well as in CNS neurons following axotomy. Our data indicate that KROX-20 represents an immediately early gene product with basal expression in selected neuronal populations of the nervous system and a restricted inducibility after intentional stimuli.