TGF-βによるヒト造血細胞株の分化誘導と細胞周期調節に関する研究

• Project/Area Number: 08877165
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Hematology
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 目黒 邦昭 東北大学, 医学部・附属病院, 助手 (30270838)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 亀岡 淳一 東北大学, 医学部, 助手 (30261621)
• Project Period (FY): 1996 – 1997
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1997)
• Budget Amount: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 1997: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 1996: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 赤芽球分化 / TGF-β / CDK inhibitor

Research Abstract

本研究の目的は造血細胞株の細胞周期調節におけるTGF-βの作用の解析をつうじて、造血幹細胞の細胞周期調節機構を理解し、ひいては造血幹細胞の臨床応用を行うための基礎知識を提供することである。まず始めに、赤芽球系細胞株YN-1細胞をTGF-βで赤芽球系分化誘導し、造血細胞株におけるTGF-βの細胞周期調節関連遺伝子発現に及ぼす作用を解析した。
方法:YN-1細胞をTGF-βで処理し、赤芽球系分化誘導した際の、細胞周期関連因子の発現をNorthern blot,RT-PCR,Western blot法を用い解析した。
結果:YN-1細胞はTGF-β処理後細胞増殖が抑制されたが、明らかな細胞周期停止には至らなかった。この時、赤芽球系形質としてδ-aminolevulinate synthase,α-globinおよびβ-globinの発現の誘導ををNorthern blot法およびRT-PCR法で確認した。
細胞周期関連因子の発現について検討した。Western blot法を用い検討を行い、pRB、cyclin D,EのTGF-βで分化誘導後6日後を最低値とした減少が認められた。pRBは非リン酸化型の増加が認められた。cdk2,cdk4発現は培養10日目まで明らかな変化は認めなかった。一方、CDK inhibitorのP27はTGF-β処理後2日目より発現が認められ、6日後にピークに達した。p21発現は8日目以降にわずかに認められた。RT-PCRを用いた検討でもp21,p27mRNAの発現誘導が認められた。p15,p16の発現はwestern blot法およびRT-PCR法で検出できなかった。
考察:赤芽球系細胞株YN-1をTGF-βで分化誘導すると赤芽球系分化が誘導された。この時、pRBは全体の発現量は減少するが、非リン酸化型は増加した。これとほぼ時期を一致して細胞増殖の抑制が見られ始めている。このpRBのリン酸化を阻害する因子としてCDK inhibitorの誘導が知られているが、YN-1ではp27、ついでわずかにp21の誘導が確認された。特にp27は、赤芽球系形質の誘導とほぼ同じ時期に発現が増加しており、分化誘導にも何らかの役割を果たしている可能性が示唆された。線維芽細胞をTGF-βで処理したときにp27が誘導されることが知られているが、TGF-βによる赤芽球系細胞分化においてp27発現が誘導されることはこれまで知られていない。今後の課題は、p27の発現が細胞周期停止のみに関わるのか、あるいは分化形質発現にも積極的に関わるのかを検討することである。我々はすでにp27を発現を誘導できる発現ベクターを導入したYN-1細胞株を得ており、今後p27の過剰発現とあるいはanti-sense oligonucleotideなどを用い抑制した場合の赤芽球分化及び細胞周期調節に及ぼす影響を明らかにする予定である。