2019 Fiscal Year Research-status Report
Selective ablation of mast cells and eosinophils by GATA factor inhibition for asthma therapy
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19K07388
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| Research Institution | Tohoku Medical and Pharmaceutical University |
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Principal Investigator |
森口 尚 東北医科薬科大学, 医学部, 教授 (10447253)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | マスト細胞 / ヒスタミン / ヒスチジン脱炭酸酵素 / トランスジェニックマウス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
気管支喘息では、マスト細胞がヒスタミンを産生によりアレルギーを惹起し病態を形成する。GATA1およびGATA2はマスト細胞の分化・維持において重要な機能を担う転写因子である。ヒスタミン産生過程でヒスチジン脱炭酸酵素は必須の酵素であり、ヒスタミン産生細胞特異的に発現するマーカー分子でもある。公共データベースの探索からヒスチジン脱炭酸酵素遺伝子はマスト細胞においてGATA2の標的遺伝子であることがわかった。そしてGATA2欠損マスト細胞の解析から、ヒスチジン脱炭酸酵素がGATA2の制御下にあることを見出した。そこで、ヒスチジン脱炭酸酵素遺伝子を含む大腸菌人工染色体（BAC）を用いて、緑色蛍光タンパク質（GFP）遺伝子を挿入したDNA構築を作成し、ヒスタミン産生細胞モニターマウスを樹立した。本ヒスタミン産生細胞モニターマウスでは、マスト細胞や好塩基球などの代表的なヒスタミン産生細胞でGFPレポーターの蛍光発現が確認された。また急性炎症誘導時にGFPレポーター発現が好中球に誘導されることを明らかにした。また、マスト細胞のゲノムDNA上でのGATA2の結合部位が、炎症誘導によりどのように変化するかを明らかにするために、独自にクロマチン免疫沈降シーケンス解析の準備を進めた。マウス細胞株であるBRC6細胞を用いた条件検討では、GATA2のゲノムDNA上での結合部位を特異的に検出できる反応条件を見出しており、今後、次世代シーケンサー解析に進める。GATA1およびGATA2を標的としたアレルギー治療の可能性を開拓するために、それぞれのmRNAを阻害する候補分子の探索も進めている。
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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
今年度は、BACトランスジェニックマウスを用いた、ヒスタミン産生細胞のモニターリング系が確立され、その結果を中心に、原著論文一報をScientific Reports誌に報告した。本マウスは、これまで明らかでなかったヒスタミン産生細胞の同定や、炎症アレルギー病態の評価系として有用なツールとなると考えている。また、GATA2欠損マスト細胞を用いた、独自のトランスクリプトーム解析データが得られてきており、バイオインフォマティクス解析を進めている。クロマチン免疫沈降シーケンス解析に関しては、初期の条件検討とサンプル調整が完了し、次世代シーケンサー解析をすすめる段階にある。また、GATA1とGATA2に対する阻害剤としての、小核酸分子の候補も得られており、本研究に関しておおむね順調に進展していると考えている。また、骨髄球系血液細胞で産生されるヒスタミンに関する最近の知見をまとめた総説論文をGenes to cells誌に報告した。
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| Strategy for Future Research Activity |
急性炎症誘導時に末梢血中の好中球でヒスタミン産生がおこることを明らかにした。その後の解析から、好中球の中でもヒスタミン産生する細胞としない細胞が存在することがわかった。活発にヒスタミンを産生する好中球（Hdc+）はその他の向炎症性サイトカイン群の産生も活発であるが、ヒスタミンを産生しない好中球（Hdc-）ではサイトカイン産生も抑制されている。今後、この性質の異なる２つの細胞集団の生体内での機能の違いを明らかにすることで、アレルギー炎症の病態解明につながると考えている。次年度以降、GATA2欠損マウスにヒスタミン産生細胞モニターマウスを交配し、レポーター発現の組織分布と強度にどのような変化が現れるか検討する。また、GATA2欠損マウスの気管支喘息に対する感受性を解析する際に、GFPレポーター発現変化を指標に、病勢を評価する。
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| Causes of Carryover |
今年度、トランスクリプトーム解析とクロマチン免疫沈降解析の予備実験が比較的順調に進み、試薬類等の費用を低く抑えることができた。また、核酸小分子の探索では候補分子が短期間のうちに同定できたため、費用は予定より低くなった。次年度以降、次世代シーケンス解析が予定されており、それに当てるものとする。
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