Mechanism by which deficiency of hematopoietic stem cell antigen ESAM leads to lethal erythropoietic failure during fetal life

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K08863
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 54010:Hematology and medical oncology-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Ueda Tomoaki 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (60747517)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 柴山 浩彦 大阪大学, 医学系研究科, 招へい教授 (60346202) ; 横田 貴史 大阪大学, 医学系研究科, 准教授 (60403200)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 造血幹細胞 / 血管内皮細胞 / ESAM / 造血発生

Outline of Final Research Achievements

To elucidate the functional significance of Endothelial cell-selective adhesion molecule (ESAM) in the development of hematopoiesis, we analyzed fetuses from conventional or conditional ESAM-knockout mice. Approximately half of ESAM-null fetuses died after mid-gestation. RNA-seq revealed downregulation of adult-type globins and Alas2 in ESAM-null fetal livers. These abnormalities were attributed to malfunction of ESAM-null hematopoietic stem cells, which was demonstrated in culture and transplantation experiments. Analysis of conditional ESAM-knockout fetuses revealed the critical involvement of ESAM expressed in endothelial cells in fetal lethality.

Free Research Field

造血幹細胞

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ESAM 欠損マウス、独自に作製した条件付き ESAM 欠損マウスを解析することにより、ESAM が胎生期の造血機構の発生、特に成体型ヘモグロビン合成に重要で、ESAM 欠損により高率に胎生後期死亡をきたすことを明らかにした。また、造血幹細胞のみならず血管内皮細胞の ESAM も造血発生に寄与することがわかった。
本研究成果により、造血発生の仕組み、特に赤血球造血に関する理解が深まると考えられる。再生医療や遺伝子治療を通じて、遺伝性貧血など先天性の造血器疾患の治療法開発への基盤となることが期待される。