| Project/Area Number |
23K07826
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 54010:Hematology and medical oncology-related
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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) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | GATA1 / hematopoiesis / eosinophil / GATA1s / Leukemia / Down syndrome |
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| Outline of Research at the Start |
GATA1遺伝子変異やGATA1発現異常を伴う疾患であるダウン症関連白血病やDiamond Blackfan貧血の一部の疾患では、転写因子GATA1のN末端側転写活性化ドメインを欠失したアイソフォームであるGATA1sの発現が優勢となる変異が報告されている。本研究では、GATA1sの生理的機能およびこれらの疾患発症との関連を明らかにすることを目的に、GATA1sを発現する細胞と正常細胞を同時に産生するマウスを樹立し、GATA1sの機能や血球分化への影響を同一個体内で比較解析する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
2023年度は、CRISPR/Cas9システムを利用し、GATA1sのみを発現するマウスの樹立を試みた。その結果、翻訳開始点が数塩基欠失した異なる2ライン（G1s-A, G1s-B）を得ることに成功した。これらのマウスはヒトGATA1s発現機序と同様に、2nd ATGから翻訳が開始しGATA1sを発現することが予想された。胎児肝臓を用いたウェスタンブロッティング法による解析の結果、期待通りG1s/Y個体では、全長GATA1が消失し、分子量の少ないGATA1sと思われるバンドのみが検出された。しかし、ほとんど全てのG1s/Yマウスが出生せず、胎生致死となっていると予想される。そこで、Hprt-EGFP/YマウスとG1s/Xマウスの交配により得られた成獣G1s/Hprt-EGFPマウスを用いて成体型造血におけるGATA1s発現による影響をフローサイトメトリー解析により解析した。同マウスの骨髄細胞を用い、GFPの発現により正常細胞とGATA1sのみを発現する細胞間で比較したところ、GATA1sのみを発現する細胞では、赤血球分化が巨核球・赤芽球共通前駆細胞の段階で赤血球分化が阻害されていた。また、dG1Ebcマウスと同様にGATA1sのみを発現する細胞では好酸球が消失していた。このことは生理的な量のGATA1s発現では、全長GATA1による機能を代償する事はできないことを示している。さらに、これまでに1症例ではあるが、6ヶ月齢のG1s/Hprt-EGFPマウスがGata1.05/Xマウスと同様にCD71陽性の白血病を発症した。これらの結果は、正常な赤血球分化および好酸球の分化には全長GATA1の発現が必須であること、G1sには白血病発症につながる特異的な機能が存在する可能性を示唆する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初予定していたよりも早くG1sマウスが樹立でき、その分、マウスの表現型解析を先に進めることができた。また、長期観察とともに白血病発症の有無を確認するつもりであるが、幸いすでに1症例白血病発症を確認することができている。また、すでにRNAseqに向けてサンプルの準備なども開始しており、当初の計画以上に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
G1sマウスより分取したMEP細胞分画を用いて、RNAseqによる網羅的遺伝子発現解析をおこない、GATA1sにより特異的に制御されている下流遺伝子を同定する。G1sマウスでも、dG1Ebマウスと同様に好酸球が消失したことから、好酸球分化では全長GATA1とIEbからの転写産物由来のGATA1sのどちらもが必要であることが示唆される。野生型マウス骨髄細胞を用いて、好酸球および好酸球前駆細胞において、IEからのGata1発現とIEbからのGata1発現を比較し、分化過程で使用率が変化していないか確認する。
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