Elucidation of the pathogenesis of endoplasmic reticulum stress in congenital neutropenia based on proteome analysis
| Project/Area Number |
21K15905
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 52050:Embryonic medicine and pediatrics-related
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
溝口 洋子 広島大学, 医系科学研究科(医), 助教 (30750533)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | 好中球減少症 / ELANE異常症 / 小胞体ストレス / 先天性好中球減少症 |
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| Outline of Research at the Start |
先天性好中球減少症(CN)は、好中球減少による細菌感染症の反復を特徴とする遺伝性疾患であり、病態として小胞体ストレス反応（UPR）の関与が指摘されている。研究代表者は過去にCNで頻度の高い責任遺伝子であるELANE及びSRP54遺伝子変異を有するCN患者好中球において、網羅的プロテオーム解析を行った。その中でCNの共通病態であるUPRに最も深く関係していると考えられる分子を抽出した。本研究ではそれらの分子の発現低下がCNの共通病態（UPR、好中球分化障害、細胞死）の上流にあるとの病態仮説をたて、骨髄CD34陽性細胞及びiPS細胞モデルを用いたCNの分子病態の解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
１年目においては、プロテオーム解析で示された結果の正確性について、先天性好中球減少症(CN)患者の好中球を用いて、実際にGSTP1の低下及び小胞体ストレス(UPR)亢進 が認められるか、immunoblotting法を用いて検証を行った。ELANE異常症、SRP54異常症、周期性好中球減少症のすべてのCN患者において、GSTP1の低下と、UPRの指標であるBipの上昇を認めた。またUPR以外の他のアポトーシス関連因子についても検討を行った結果、発現上昇を認めた。これらはプロテオーム解析で得られた結果と同等の結果であった。次に正常iPS細胞を用いてCRIPR/Cas9法によるGSTP1遺伝子の遺伝子破壊を施行し、CNにみられる好中球分化障害が認められるか検討を行ったが、分化障害はみられなかった。GSTP1の単独欠損のみでは好中球分化へ影響がないことが示されたため、さらなる分子学的病態について解析を行うため、ELANE異常症患者由来iPS細胞(CN-iPSC)において、ELANE遺伝子をCRIPR/Cas9法を用いて遺伝子破壊を行い(CN-iPSC-NE KO)、好中球分化障害に改善が得られるか検討したところ、分化障害の改善を認めた。２年目において、CN-iPSC、CN-iPSC-NE KO、正常iPSC由来好中球前駆細胞をsortし、RNA-seqを施行した結果、CN-iPSC、CN-iPSC-NE KOの間で主にanti-oxidant経路の遺伝子量のdysregulationが認められた。CNの病態にUPR関連(Bip, Chop, ATF4)のみならず、酸化ストレスが関わっていることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
1年目にGSTP1遺伝子の破壊による好中球分化障害がみられなかったことで研究計画の修正を余儀なくされたため。2年目以降は順調に経過している。
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| Strategy for Future Research Activity |
RNA-seqの解析により抗酸化関連分子のdysregulationが主に認められたことから、小胞体ストレスやアポトーシスに関連する分子のみならず、抗酸化に関わる病態経路について薬剤を用いて探索を行いさらなる病態解明につなげたい。
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Report
(2 results)
Research Products
(13 results)
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[Journal Article] Human T-bet governs the generation of a distinct subset of CD11chighCD21low B cells2022
Author(s)
Yang R, Avery DT, Jackson KJL, Ogishi M, Benhsaien I, Du L, Ye X, Han J, Rosain J, Peel JN, Alyanakian MA, Neven B, Winter S, Puel A, Boisson B, Payne KJ, Wong M, Russell AJ, Mizoguchi Y, . et al.
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Journal Title
Science Immunology
Volume: 7
Issue: 73
Pages: 3277-3290
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Neutralizing Type I Interferon Autoantibodies in Japanese Patients with Severe COVID-192022
Author(s)
Eto S, Nukui Y, Tsumura M, Nakagama Y, Kashimada K, Mizoguchi Y, Utsumi T, Taniguchi M, Sakura F, Noma K, Yoshida Y, Ohshimo S, Nagashima S, Okamoto K, Endo A, Imai K, Kanegane H, Ohnishi H, Hirata S, Sugiyama E, Shime N, Ito M, Ohge H, Kido Y, Bastard P, Casanova JL, Ohara O, Tanaka J, Morio T, Okada S
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Journal Title
Journal of Clinical Immunology
Volume: 42
Issue: 7
Pages: 1360-1370
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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