ABO遺伝子の発現量変動の解明と、薬剤刺激による血液型抗原量の制御

• Project/Area Number: 16K19293
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Legal medicine
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 高橋 遥一郎 群馬大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (50640538)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2017: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: ABO / 血液型 / ヒストンデアセチラーゼ / HDAC / パノビノスタット / 遺伝子発現

Outline of Annual Research Achievements

ABO式血液型は個人識別に重要な指標として法医学、犯罪鑑識において利用されている。我々はこれまでにABO遺伝子のエンハンサー領域を発見し、プロモーター領域やエンハンサー領域の遺伝子変異が血液型亜型の原因となることを示すとともに、関与する転写因子を複数同定してきた。この研究成果によりABO遺伝子はエピジェネティックな発現調節を多分に受けていることが判明し、従って細胞環境によりABO遺伝子の発現量が変化することが考えられてきた。これらの知見を背景に、今回我々は、赤白血病細胞K562や胃がん細胞KATOIIIにおいて、ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤（HDACi）による刺激でABO遺伝子の発現量及び抗原量が減少するか否かを調べた。
その結果、リアルタイムPCR法及びレポーターアッセイによりHDACiがK562及びKATOIIIに対して濃度・時間依存的にABO遺伝子の発現を低下させることを示し、O型血球を用いた血液型転換法によりHDACiがKATOIIIにおいて酵素活性を低下させることを確認し、フローサイトメトリー法により血液型抗原量が減少することを明らかにした。なお、一部のHDACiは既に臨床医療において治療薬として用いられているが、これらによる刺激でもABO遺伝子の発現量及び抗原量が低下することが確認された。また、ChIPアッセイにより、HDACiがABO遺伝子のプロモータ領域にエピジェネティック変化を与えることが、ABO遺伝子の発現量及び抗原量の低下の原因であることが示唆された。
以上の結果から、組織の血液型抗原量計測に基づく常用薬物の推測や時間的・空間的な異同識別等といった法医実務への応用が展開されうると共に、血液型不適合臓器移植時における拒絶反応の軽減などの臨床応用が考えられ、輸血・移植医療への貢献が期待される。

Research Products

• [Journal Article] Histone deacetylase inhibitor suppresses the expression of ABO in vitro, leading to reduced amount of ABO antigens on the surface of the epithelial cell (2017)
  • Author(s): Takahashi Y, Kubo R, Sano R, Nakajima T, Takahashi K, Kobayashi M, Kominato Y
  • Journal Title: Transfusion Volume: 印刷中 Issue: 3 Pages: 554-562
  • DOI: 10.1111/trf.13958
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Epithelial expression of human ABO blood group gene is dependent upon a downstream regulatory element functioning through an epithelial cell-specific transcription factor, Elf5. (2016)
  • Author(s): Sano R, Nakajima T, Takahashi Y, Kubo R, Kobayashi M, Takahashi K, Takeshita H, Ogasawara K, Kominato Y.
  • Journal Title: J Biol Chem Volume: 291 Issue: 43 Pages: 22594-22606
  • DOI: 10.1074/jbc.m116.730655
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Use of postmortem computed tomography angiography to detect vascular injuries accompanying skull base fracture (2016)
  • Author(s): Kuninaka H, Takahashi Y, Sano R, Takahashi K, Kubo R, Kominato Y, Takei H, Kobayashi S, Shimada T, Tokue H, Awata S, Hirasawa S
  • Journal Title: Legal Medicine Volume: 23 Pages: 55-58
  • DOI: 10.1016/j.legalmed.2016.09.008
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A case of sudden unexpected infant death involving a homozygotic twin with the thermolabile CPT2 variant, accompanied by rotavirus infection and treatment with an antibiotic containing pivalic acid (2016)
  • Author(s): Takahashi Y, Sano R, Kominato Y, Kubo R, Takahashi K, Nakajima T, Takeshita H, Ishige T
  • Journal Title: Legal medicine Volume: 22 Pages: 13-17
  • DOI: 10.1016/j.legalmed.2016.07.005
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Presence of nucleotide substitutions in the ABO promoter in individuals with phenotypes A3 and B3. (2016)
  • Author(s): Isa K, Yamamuro Y, Ogasawara K, Yabe R, Ogiyama Y, Ito S, Takahashi Y, Y Kominato Y, Sano R, Uchikawa M.
  • Journal Title: Vox Sang. Volume: 110 Issue: 3 Pages: 285-287
  • DOI: 10.1111/vox.12363
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Use of postmortem coronary computed tomography angiography with water-insoluble contrast medium to detect stenosis of the left anterior descending artery in a case of sudden death (2016)
  • Author(s): Takahashi Y, Sano R, Takahashi K, Kominato Y, Takei H, Kobayashi S, Shimada T, Tokue H, Awata S, Hirasawa S
  • Journal Title: Legal medicine Volume: 19 Pages: 47-51
  • DOI: 10.1016/j.legalmed.2016.02.003
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] BO alleles are linked with haplotypes of an erythroid cell-specific regulatory element in intron 1 with a few exceptions attributable to genetic recombination. (2016)
  • Author(s): Nakajima T, Sano R, Takahashi Y, Watanabe K, Kubo R, Kobayashi M, Takahashi K, Takeshita H, Kominato Y.
  • Journal Title: Vox Sang. Volume: 11 Issue: 1 Pages: 90-92
  • DOI: 10.1111/vox.12312
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] ABO式血液型遺伝子とそのパラログ、オーソログの遺伝子解析による種判別法 (2016)
  • Author(s): 佐野利恵, 高橋遥一郎, 窪理英子, 福田治紀, 竹下治男, 藤原純子, 小湊慶彦
  • Organizer: 日本DNA多型学会第25回学術集会
  • Place of Presentation: 東京大学大気海洋研究所（千葉県・柏市）
  • Year and Date: 2016-12-01
• [Presentation] ABO遺伝子の発現量変動の機序解明と、薬剤刺激による血液型抗原量の制御 (2016)
  • Author(s): 高橋遥一郎, 佐野利恵, 高橋圭子, 窪理英子, 中島たみ子, 小湊慶彦
  • Organizer: 第100次日本法医学会学術全国集会
  • Place of Presentation: きゅりあん(品川区立総合区民会館)（東京都・品川区）
  • Year and Date: 2016-06-16
• [Presentation] 死後冠動脈CT造影検査が冠動脈血栓の組織学的検索に有効であった急死例 (2016)
  • Author(s): 高橋遥一郎, 佐野利恵, 小湊慶彦
  • Organizer: 第100次日本法医学会学術全国集会
  • Place of Presentation: きゅりあん(品川区立総合区民会館)（東京都・品川区）
  • Year and Date: 2016-06-16
• [Presentation] ABO式血液型遺伝子エンハンサーのハプロタイプはABO遺伝子型とリンクしている (2016)
  • Author(s): 中島たみ子, 佐野利恵, 高橋遥一郎, 竹下治男, 安田年博, 小湊慶彦
  • Organizer: 第100次日本法医学会学術全国集会
  • Place of Presentation: きゅりあん(品川区立総合区民会館)（東京都・品川区）
  • Year and Date: 2016-06-16
• [Presentation] 頭蓋底骨折に伴う血管損傷の検索に死後CT血管造影検査が有用であった一例 (2016)
  • Author(s): 國中光, 高橋遥一郎, 佐野利恵, 窪理英子, 髙橋圭子, 小湊慶彦
  • Organizer: 第85回日本法医学会学術関東地方集会
  • Place of Presentation: 神奈川歯科大学（神奈川県・横須賀市）
• [Presentation] ABO式血液型遺伝子エンハンサーハプロタイプの型特異性 (2016)
  • Author(s): 佐野利恵, 中島たみ子, 高橋遥一郎, 小湊慶彦
  • Organizer: 第64回日本輸血・細胞治療学会総会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館（京都府・京都市）
• [Presentation] ABO 遺伝子のプロモーター領域の一塩基置換によって生じたB3型の一例 (2016)
  • Author(s): 伊藤正一, 荻山佳子, 鈴木光, 峯岸正好, 清水博, 伊佐和美, 小笠原健一, 内川誠, 高橋遥一郎, 佐野利恵, 中島たみ子, 小湊慶彦
  • Organizer: 第64回日本輸血・細胞治療学会総会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館（京都府・京都市）