転写因子GATA-2による造血微小環境の維持機構の解明

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K09819
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 沖津 庸子 東北大学, 大学病院, 助教 (80451558)
• Project Period (FY): 2016-01-27 – 2020-03-31
• Keywords: GATA-2 / 間葉系幹細胞 / 再生不良性貧血

Outline of Annual Research Achievements

我々は間葉系幹細胞におけるGATA-2の発現低下が造血幹細胞の支持能を低下させうることをin vitroの検討により見出した。そこで本研究計画では、間葉系幹細胞特異的Gata2ノックアウトマウスの解析を通じて、間葉系幹細胞でGATA-2の発現低下を呈することが知られている再生不良性貧血の病態の一端を解明することを目的とした。
平成２９年度は、マウス間葉系幹細胞において高発現しているとされるNestin、Prrx1、Lepr遺伝子の制御下にCre-loxPシステムを用いてGata2をノックアウトさせるマウス（Nestin-Cre-ER; Gata2flox/floxマウス、Prrx1-Cre; Gata2flox/floxマウス、Lepr-Cre; Gata2flox/floxマウス）をそれぞれ樹立し、血算・造血幹細胞比率・コロニーアッセイ・骨髄の病理学的検討を行ったが、いずれにおいても明らかな形質の違いを認めなかった。
上記の結果より、１つの間葉系幹細胞マーカーでは骨髄内全ての間葉系幹細胞をカバーするのは不十分であると考え、正常マウス由来の骨髄細胞をGata2コンディショナルノックアウトマウスに移植し、生着後にGata2をノックアウトさせる事で、より広く造血微小環境のGata2を欠損する環境を作成した。その結果、Gata2のノックアウトにより、対照と比較して骨髄球性共通前駆細胞（common myeloid progenitor：CMP）の割合の有意な低下とリンパ系共通前駆細胞(common lymphoid progenitor: CLP)の増加傾向(p = 0.08)を認めた（Hasegawa et al. Experimental Hematology 2017)。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初計画したNestin、Prrx1、Lepr遺伝子の制御下にCre-loxPシステムを用いてGata2をノックアウトさせるマウス（Nestin-Cre-ER; Gata2flox/floxマウス、Prrx1-Cre; Gata2flox/floxマウス、Lepr-Cre; Gata2flox/floxマウス）においては期待した結果が得られなかったものの、正常マウス由来の骨髄細胞をGata2コンディショナルノックアウトマウスに移植し、生着後にGata2をノックアウトさせる事で、より広く造血微小環境のGata2を欠損する環境を作成することで、in vivoの間葉系幹細胞の造血支持におけるGATA-2の重要性を示唆する結果を得たため。
今後、Nestin-ER-Cre、Prrx1-Cre、Lepr-Creの複数のプロモーターの組み合わせの制御下にGata2を欠損させるマウスの構築を進めており、平成30年度中に解析を終了させる事を目指している。

Strategy for Future Research Activity

正常マウス由来の骨髄細胞をGata2コンディショナルノックアウトマウスに移植し、生着後にGata2をノックアウトさせるという実験系では、造血系細胞以外の全ての細胞におけるGata2を欠損させるため、間葉系幹細胞以外の細胞におけるGata2の欠損の影響も否定できない。また移植の実験では、Gata2ノックアウト後の長期における観察が困難である。そこで現在、Nestin-ER-Cre、Prrx1-Cre、Lepr-Creの複数のプロモーターの組み合わせの制御下にGata2を欠損させるマウスの構築を進めている。

Research Products

• [Journal Article] Establishment of a Screening System to Identify Novel GATA-2 Transcriptional Regulators (2018)
  • Author(s): Ohashi K, Fujiwara T, Onodera K, Saito Y, Ichikawa S, Kobayashi M, Okitsu Y, Fukuhara N, Onishi Y, Harigae H.
  • Journal Title: The Tohoku Journal of Experimental Medicine Volume: 244(1) Pages: 41-52
  • DOI: 10.1620/tjem.244.41
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Dynamics of absorption, metabolism, and excretion of 5-aminolevulinic acid in human intestinal Caco-2 cells. (2017)
  • Author(s): Saito K, Fujiwara T, Ota U, Hatta S, Ichikawa S, Kobayashi M, Okitsu Y, Fukuhara N, Onishi Y, Ishizuka M, Tanaka T, Harigae H
  • Journal Title: Biochemistry and Biophysics Reports Volume: 11 Pages: 105-111
  • DOI: 10.1016/j.bbrep.2017.07.006
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of in vivo deletion of GATA2 in bone marrow stromal cells (2017)
  • Author(s): Hasegawa S, Fujiwara T, Okitsu Y, Kato H, Sato Y, Fukuhara N, Onishi Y, Shimizu R, Yamamoto M, Harigae H.
  • Journal Title: Experimental Hematology Volume: 56 Pages: 31-45
  • DOI: 10.1016/j.exphem.2017.08.004
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A novel heterozygous ALAS2 mutation in a female with macrocytic sideroblastic anemia resembling myelodysplastic syndrome with ring sideroblasts: a case report and literature review (2017)
  • Author(s): Fujiwara T, Fukuhara N, Ichikawa S, Kobayashi M, Okitsu Y, Onishi Y, Furuyama K, Harigae H
  • Journal Title: Annals of Hematology Volume: 96(11) Pages: 1955-1957
  • DOI: 10.1007/s00277-017-3106-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Forced FOG1 expression in erythroleukemia cells: Induction of erythroid genes and repression of myelo-lymphoid transcription factor PU.1 (2017)
  • Author(s): Fujiwara T, Sasaki K, Saito K, Hatta S, Ichikawa S, Kobayashi M, Okitsu Y, Fukuhara N, Onishi Y, Harigae H.
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 485(2) Pages: 380-387
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2017.02.068
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Impact of TET2 deficiency on iron metabolism in erythroblasts. (2017)
  • Author(s): Inokura K, Fujiwara T, Saito K, Iino T, Hatta S, Okitsu Y, Fukuhara N, Onishi Y, Ishizawa K, Shimoda K, Harigae H.
  • Journal Title: Experimental Hematology Volume: 49 Pages: 56-67
  • DOI: 10.1016/j.exphem.2017.01.002
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An Lysophosphatidic Acid Receptors 1 and 3 Axis Governs Cellular Senescence of Mesenchymal Stromal Cells and Promotes Growth and Vascularization of Multiple Myeloma (2017)
  • Author(s): Kanehira M, Fujiwara T, Nakajima S, Okitsu Y, Onishi Y, Fukuhara N, Ichinohasama R, Okada Y, Harigae H.
  • Journal Title: Stem Cells Volume: 35(3) Pages: 739-753
  • DOI: 10.1002/stem.2499
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Six cases of acquired hemophilia: Aingle center experience. (2017)
  • Author(s): Ichikawa S, Okitsu Y, Fukuhara N, Ono K, Himuro M, Hatta S, Kobayashi M, Onodera K, Kohata K, Yamamoto J, Onishi Y, Fujiwara M, Harigae H.
  • Organizer: 第79回日本血液学会学術集会
• [Remarks] 東北大学血液・免疫病学分野
  • URL: http://www.rh.med.tohoku.ac.jp/index.html