2017 Fiscal Year Research-status Report
Function of Foxp2 in the maintenance of hematopoietic stem cells.
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17K09907
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
細川 健太郎 九州大学, 医学研究院, 助教 (90569584)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新井 文用 九州大学, 医学研究院, 教授 (90365403)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 造血幹細胞 / 静止期 / Foxp2 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度、申請者は造血幹細胞（HSC）のFoxp2を介した未分化性維持機構を解明するため、①生理的条件下におけるFoxp2の機能、さらに②転写標的候補の発現制御に関して解析を行った。
①Foxp2 KIマウスを用い、定常状態におけるHSCの未分化性維持に対するFoxp2の機能を解析した。超音波発声に障害のあるホモマウスは被養育行動が持続せず、2-3週齢で致死になるため、成体での解析が困難である。そこで今回はヘテロマウスの解析を行ったところ、HSCの分画自体や静止期にある割合が低下していることが分かった。さらに移植を行って骨髄再構築能比較すると、末梢血においては有意な差は認められなかったが、骨髄HSC分画においてはキメリズムが有意に低下しており、静止期（G0）のHSC分画も減少していた。
②本研究ではFoxp2の転写標的候補のとしてCdk inhibitorについて検討しているが、今年度は放射線照射後あるいは5-FU投与による骨髄抑制後のHSCにおける継時的なFoxp2の発現変化について解析した。すると、まず放射線照射実験においては、4時間後までFoxp2の発現は上昇し、以降は低下して16時間後には元の水準に戻った。またCdk inhibitorも同様の発現様式を示していたことから、Foxp2によるCdk inhibitorの発現制御への関与が示唆された。次に骨髄抑制によるHSCの細胞周期変化に対し、day2（静止期HSCの割合が増加）ではFoxp2およびCdk inhibitorの発現が著明に上昇し、それ以降の細胞周期活性化時には発現が定常時の水準まで戻ることが分かった。
以上の結果から、生理的環境下でFoxp2は自己複製能の維持に関与しているが、特にストレス環境下においてはCdk inhibitorの発現制御を介して、細胞周期の静止期維持に機能し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
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は生理的条件下およびストレス環境下におけるFoxp2の機能解析に的を絞ることで、造血幹細胞の性質維持に対しFoxp2の機能の重要性であるという大変興味深い結果を得ることができた。一方で、Foxp2 KIマウスは全身性の改変マウスであるため、さらに組織特異的かつ時間特異的にFoxp2を欠損して表現型を確認する必要があると考えられた。よって今後はFoxp2-flox; eR1-CreERT2マウスを用いた解析を主軸に行う予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
Foxp2の機能欠損モデルであるFoxp2 KIマウスの解析を行う予定であったが、被養育行動が持続しないため、成体でのホモ改変マウスを解析することが困難な状況である。そこで、以下の2通りの方法に計画を修正した。①今後は2-3週齢のFoxp2 KI/KIマウス由来造血幹細胞を成体レシピエントに移植することによって、生体での挙動を解析する。②Foxp2-floxマウスおよび 造血幹細胞分画においてCreを発現させる(eR1)-CreERT2マウスを導入し、Foxp2のコンディショナル欠損モデルを用いて生理的な条件下の解析を行う。一方で、Foxp2の転写標的候補に関して、Cdk inhibitorだけでなく、ChIP-seqによる網羅的な探索を行って候補を絞り込んでいる。これにより、今まで造血系以外の組織で行われてきたFoxp2の転写標的に関する研究に対し、より造血系に即した候補を得ることができ、新たな経路の発見に繋がる可能性があると考える。
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