| Project/Area Number |
19KK0398
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Research Field |
Drug development chemistry
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
平野 育生 東北大学, 医学系研究科, 講師 (00708117)
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| Project Period (FY) |
2020 – 2023
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥15,210,000 (Direct Cost: ¥11,700,000、Indirect Cost: ¥3,510,000)
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| Keywords | GATA1 / Erythropoietin / GATA2 / erythropoiesis |
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| Outline of Research at the Start |
末梢血中の赤血球量が減少することで生じる貧血の治療には、鉄剤の投与や赤血球産生を誘導するサイトカインであるエリスロポエチン（EPO）の投与が行われている。しかし、鉄剤による毒性や、EPO製剤の投与方法や薬価などが問題としてあり、新たな貧血改善薬の開発が進められている。本研究では、その1つのアプローチであるGATA阻害薬によるEPO誘導を介した貧血改善薬の開発を目指し、GATA阻害薬によるEPO産生誘導能の検証をおこない、また全身性GATA阻害による造血への影響を、最新の解析技術であるシングルセルRNAシークエンス法を利用して解析する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々が同定したGATA阻害剤はEpo遺伝子の発現を誘導可能であるが、その機序は不明である。GATA転写因子はEpo遺伝子の発現を抑制していると考えられてが、Epo遺伝子プロモーター領域近傍のGATAモチーフに変異を加えたTTTA-Epoマウスの解析では、正常時においても貧血誘導下においても野生型マウスと比較して腎臓におけるEpo遺伝子の発現量が低下していた。そのためGATA阻害剤によるEpo遺伝子発現誘導効果は、すくなくともEpoプロモーター領域のGATAモチーフを介したものではないことが明らかとなった。
赤血球産生は、エリスロポエチン（EPO）シグナルや、転写因子GATA1により制御されている。また、同じGATA転写因子群の一つであるGATA2は未分化な段階の前駆細胞や造血幹細胞の分化を制御している。GATA阻害剤による造血への影響を解析するうえで、血球におけるGATA1、GATA2の機能を知ることは重要である。すでに実施したGata1 KDマウスの骨髄細胞を用いたscRNA-seq解析に加え、ヒトGata2欠損症患者で見つかる変異であるGata2R398Wを導入したマウスの骨髄細胞に対するscRNA-seq解析を行った。本年度は海外共同研究者の研究室へと赴き、彼らの知見を参考にこれらのデータを解析した。その結果、正常な血球分化に重要と考えられるGATA1、GATA2それぞれの標的遺伝子の候補を複数同定した。
興味深いことに、同Gata2変異マウスの骨髄細胞では、Gata2が高発現していることがすでに報告されている。現在、Gata2R398Wによる表現型の発症機序を解析しているが、もしGata2の発現量の増加が原因となっているのであれば、我々が同定したGATA阻害剤が治療目的で活用可能かもしれないと期待している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は予定通り、Epo遺伝子プロモーター領域のGATA結合モチーフに変異を加えたTTTA-Epoマウスの解析を行うことができた。その結果、我々が想定していた機序ではない未知の機序でGATA阻害剤はEpo遺伝子発現を誘導していることがわかった。その機序の解明にはさらなる解析が必要である。また、GATA阻害剤による造血細胞への影響を解析するため血球で発現するGATA因子、特にGATA1の働きを解析していたが、今回新たに造血幹細胞、前駆細胞で働くGATA2の機能に注目したscRNA-seq解析を行うことができた。そのため、研究の進捗状況としては計画より進展していると判断している。
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| Strategy for Future Research Activity |
海外共同研究者の研究室では、CD34陽性細胞を用いた赤血球分化誘導系の解析が多くなされており、多くの知見を有している。そこで、再度同研究室に赴き、CD34陽性細胞を用いた分化誘導系において同定したGATA1, GATA2標的遺伝子の血球分化への寄与を調べる。また、TTTA-Epoマウスの解析から、Epo遺伝子制御においてGATA因子は単純な転写抑制ではない機序で関与していることが示唆されたことから、Epo遺伝子のGATA因子による発現制御機構についてもTTTA-Epoマウスの解析に加えHep3B細胞などのEpo産生細胞株を用いた解析を進める予定である。
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