カゼインキナーゼ1αによるRORαリン酸化は、ヒト肝細胞におけるエストロゲンサルフェーションを制御するためのグルコースシグナルとして誘導される

RORα Phosphorylation by Casein Kinase 1α as Glucose Signal to Regulate Estrogen Sulfation in Human Liver Cells.

• Hao Hu
• Masahiko Negishi

抄録

エストロゲンスルホトランスフェラーゼ（SULT1E1）はエストロゲンを代謝的に不活性化し、SULT1E1 の発現は複数の核内受容体によって強固に制御されている。ヒト胎児の肝臓では、高グルコース（450 mg/dL）培地で培養したヒト肝腫由来のHepG2細胞では、SULT1E1タンパク質がかなりの量発現していますが、成人では発現していません。ここでは、核内受容体RORα（NR1F1）のSer100位でのリン酸化につながるこのグルコースシグナルと、リン酸化されたRORαがこのシグナルを核内受容体HNF4αに伝達し、SULT1E1プロモーターを活性化させる転写機構を調べた。このプロモーターは、非リン酸化RORαによって抑制され、遠位エンハンサー（-943/922 bp）と結合し、HNF4αが介在する転写と相互作用して抑制されます。RORαは高グルコースに応答してSer100でリン酸化され、HNF4αプロモーター活性化の抑制を反転させる。さらに、エンハンサー結合核タンパク質複合体で同定されたカゼインキナーゼCK1αは、in vitroキナーゼアッセイでSer100をリン酸化します。このような動的な過程では、RORαとHNF4αの両方がエンハンサー上に留まります。このように、RORαはリン酸化を利用してHNF4αを統合し、グルコースシグナルを伝達してHepG2細胞のSULT1E1遺伝子を制御しており、このリン酸化を介した機構はヒト肝臓のSULT1E1発現をも制御している可能性があると考えられます。

Estrogen sulfotransferase (SULT1E1) metabolically inactivates estrogen and SULT1E1 expression is tightly regulated by multiple nuclear receptors. Human fetal, but not adult, livers express appreciable amounts of SULT1E1 protein, which is mimicked in human hepatoma-derived HepG2 cells cultured in high glucose (450 mg/dL) medium. Here, we have investigated this glucose signal that leads to phosphorylation of nuclear receptor RORα (NR1F1) at Ser100 and the transcription mechanism by which phosphorylated RORα transduces this signal to nuclear receptor HNF4α, activating the SULT1E1 promoter. The promoter is repressed by non-phosphorylated RORα which binds a distal enhancer (-943/-922 bp) and interacts with and represses HNF4α-mediated transcription. In response to high glucose, RORα becomes phosphorylated at Ser100 and reverses its repression of HNF4α promoter activation. Moreover, the casein kinase CK1α, which is identified in an enhancer-bound nuclear protein complex, phosphorylates Ser100 in in vitro kinase assays. During these dynamic processes, both RORα and HNF4α remain on the enhancer. Thus, RORα utilizes phosphorylation to integrate HNF4α and transduces the glucose signal to regulate the SULT1E1 gene in HepG2 cells and this phosphorylation-mediated mechanism may also regulate SULT1E1 expressions in the human liver.

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