2018 Fiscal Year Research-status Report
ダウン症のTAMにおいてGATA1変異タイプが好酸球増多症と肝障害に及ぼす影響
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18K07810
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
照井 君典 弘前大学, 医学研究科, 准教授 (00333740)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
土岐 力 弘前大学, 医学研究科, 講師 (50195731)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ダウン症候群 / 一過性異常骨髄増殖症 / GATA1 / 遺伝子変異 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ダウン症候群の新生児の約10%は一過性異常骨髄増殖症（TAM）という一過性の白血病を発症する。その多くは3か月以内に自然寛解するが、約20%の症例は肝線維症や呼吸循環不全のため早期に死亡する。TAMのほぼ全例で血球特異的転写因子GATA1の遺伝子変異がみられ、この変異は、完全長のGATA1タンパクが発現せず短縮型のGATA1タンパク（GATA1s）のみが発現するという異常を引き起こす。我々は最近GATA1変異の特定のタイプがTAM患者の好酸球数増多症や肝障害と関連することを見出した。これらの変異タイプはGATA1sタンパクの高発現を引き起こすことから、GATA1sタンパクの発現レベルの違いがTAMの臨床像に影響を与えている可能性が考えられる。
GATA1変異タイプによりGATA1sタンパクの発現レベルが異なることを確認するために、ヒト白血病細胞株K562にCRISPR/Cas9ゲノム編集技術を用いて様々なGATA1変異の導入を試みた。その結果、異なるGATA1変異を持つ９種類のクローンが得られ、６種類はスプライシングの異常を引き起こす変異（splicing error, SE）、３種類はフレームシフトと早期終始コドンを引き起こす変異（premature termination codon, PTC）であった。ウエスタンブロッティングを行ったところ、GATA1sタンパクの発現レベルはPTCタイプのクローンよりもSEタイプのクローンで高く、既報と矛盾のない結果であった。今後、これらの細胞株について増殖能や分化能、サイトカイン発現プロファイルなどを解析し、両者を比較することにより、GATA1変異タイプが臨床像に影響を与えるメカニズムを明らかにしたい。
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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、GATA1変異タイプによりGATA1sタンパクの発現レベルが異なることを確認するために、ヒト白血病細胞株K562にCRISPR/Cas9ゲノム編集技術を用いて様々なGATA1変異の導入を試みた。その結果、異なるGATA1変異を持つ９種類のクローンが得られ、６種類はSEタイプ、３種類はPTCタイプを持つクローンであった。ウエスタンブロッティングを行ったところ、GATA1sタンパクの発現レベルはPTCタイプのクローンよりもSEタイプのクローンで高く、既報と矛盾のない結果であった。
当初、患者検体を用いてサイトカイン発現プロファイルの解析などを行う予定であったが、芽球割合や白血球分画などの条件が患者によって大きく異なることから、GATA1変異タイプ以外の条件を一定に保つことができる細胞株を使った実験を優先して行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
ヒト白血病細胞株K562にCRISPR/Cas9ゲノム編集技術を用いて様々なGATA1変異を導入し、SEタイプのGATA1変異を持つクローンとPTCタイプのGATA1変異を持つクローンが得られた。GATA1sタンパクの発現レベルは後者よりも前者で高く、既報と矛盾のない結果であった。今後、これらの細胞株の増殖能や分化能、サイトカイン発現プロファイルなどを解析し、両者を比較することにより、GATA1変異タイプが臨床像に影響を与えるメカニズムを明らかにしたい。特に、これらの細胞株を巨核球系に分化誘導した際に、PTCタイプのクローンよりもSEタイプのクローンで、肝線維化の原因となるPDGFやTGF-βなどのサイトカインが高発現するかどうかに着目している。予想通りSEタイプのクローンでこれらのサイトカインの高発現がみられた場合には、サイトカインの発現に重要な分子や経路の同定を試みる。
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