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 |
Review Section |
Basic Section 52050:Embryonic medicine and pediatrics-related
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Research Institution | Hiroshima University |
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 |
Completed (Fiscal Year 2023)
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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 | プロテオーム / iPSC / 小胞体ストレス / 好中球減少症 / ELANE異常症 / 先天性好中球減少症 |
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 |
先天性好中球減少症(CN)におけるGlutathione S-Transferase Pi 1 (GSTP1)発現低下に伴うERシャペロン機能をもつ分子のグルタチオン抱合の低下、及び小胞体ストレス反応(UPR)への感受性の増大が、CNの共通病態に深く関わっていると仮定し、まずCN患者(ELANE異常症、SRP54異常症)好中球におけるGSTP1蛋白発現をImmunoblot法でで確認したところGSTP1蛋白発現低下及びUPRの指標であるBipが上昇していることを確認した。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CRISPR/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。このことから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。さらなるCNにおけ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、CRIPR/Cas9法を用いてELANE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。CN-iPSC、CN-iPSC-NE KO及び正常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、酸化ストレス及び小胞体ストレスを回復する薬剤探索を行うための基礎研究となった。
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Report
(3 results)
Research Products
(25 results)
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[Journal Article] Generation of complex bone marrow organoids from human induced pluripotent stem cells2024
Author(s)
Frenz-Wiessner S, Fairley SD, Buser M, Goek I, Salewskij K, Jonsson G, Illig D, Zu Putlitz B, Petersheim D, Li Y, Chen PH, Kalauz M, Conca R, Sterr M, Geuder J, Mizoguchi Y, Megens RTA, Linder MI, Kotlarz D, Rudelius M, Penninger JM, Marr C, Klein C.
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Journal Title
Nature Methods
Volume: -
Issue: 5
Pages: 868-881
DOI
Related Report
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[Journal Article] A complementary approach for genetic diagnosis of inborn errors of immunity using proteogenomic analysis2023
Author(s)
Sakura F, Noma K, Asano T, Tanita K, Toyofuku E, Kato K, Tsumura M, Nihira H, Izawa K, Mitsui-Sekinaka K, Konno R, Kawashima Y, Mizoguchi Y, Karakawa S, Hayakawa S, Kawaguchi H, Imai K, Nonoyama S, Yasumi T, Ohnishi H, Kanegane H, Ohara O, Okada S
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Journal Title
PNAS Nexus
Volume: 2
Issue: 4
Pages: 1-12
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Structural basis of spike RBM-specific human antibodies counteracting broad SARS-CoV-2 variants2023
Author(s)
Kiyomi Shitaoka, Akifumi Higashiura, Yohei Kawano, Akima Yamamoto, Yoko Mizoguchi, Takao Hashiguchi , Norihisa Nishimichi, Shiyu Huang, Ayano Ito, Shun Ohki, Miyuki Kanda, Tomohiro Taniguchi, Rin Yoshizato, Hitoshi Azuma, Yasuo Kitajima, Yasuyuki Yokosaki, Satoshi Okada, Takemasa Sakaguchi, Tomoharu Yasuda
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Journal Title
Communications Biology
Volume: 6
Issue: 1
Pages: 1-14
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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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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