2020 Fiscal Year Research-status Report

ダウン症に合併する白血病モデルを用いた発がんの原因となる遺伝子変異獲得機序の解明

Research Project

Project/Area Number	19K17358
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	西中瑶子京都大学, 医学研究科, 助教 (80789644)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	発がん / ダウン症候群 / 白血病
Outline of Annual Research Achievements	本研究の目的は、多段階発がんとしての白血病発症に繋がる遺伝子変異の獲得のメカニズムを解明することである。ダウン症候群(1st hit: trisomy21)→ TAM(2nd hit: GATA1変異)→AMKL(3rd hit:追加変異)という多段階発がん説に則って説明可能な疾患モデルを用いて、GATA1変異がtrisomy21の造血前駆細胞のどの分画の細胞で、どのような分子機構に基づいて獲得されるのかという点について、iPS細胞由来の造血系を用いて詳細な解析を行っている。2019年度までに、TAM/AMKL由来の多能性幹細胞モデルを用いて、step1(initiation)のDNAダメージにより変異を獲得する過程について検討を行った結果、初期造血前駆細胞の分化段階まででは、disomy21とtrisomy21の細胞間でDNAダメージ量に有意な差は見られなかった。そこで2020年度は、DNAダメージを細胞に故意に誘導した時の修復系の働きを検討した。その結果、初期造血前駆細胞の分化段階まででは、disomy21とtrisomy21の細胞間で有意な差は認められなかった。ただ、今回誘導したDNAダメージにより細胞死も誘導されたことから、ダメージの程度が過剰であった可能性が考えられたため、現在適切な程度のDNAダメージを検討している。また、検討を行う分化ステージの見直しを並行して行った。検討を行った初期造血前駆細胞から、我々が同定したTAMの表現型を誘導している血液前駆細胞分画までの間の段階において、GATA1変異タンパクが血球分化に及ぼす影響を時期別、系統別に検討した。この結果からGATA1遺伝子変異獲得の分化段階をより限定的に絞り込むことが出来、論文として報告した。今後新たに絞り込んだ血液前駆細胞分画における検討も進める予定である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 当初の予定通り、DNAダメージを細胞に故意に誘導した時の修復系の働きを検討し、初期造血前駆細胞の分化段階まででは、disomy21とtrisomy21の細胞間で有意な差はないという暫定的な結果を得ることが出来た。しかし、設定した条件に問題が見られたため、現在再検討を行っているところである。一方で、これまでにstep1、step2と差が見られなかったことから、現在検討を行っている細胞分画(分化段階)を、更に限定的な分画へと絞り込む検討を行った。昨年度までに初期造血前駆細胞から、我々が同定したTAMの表現型を誘導している血液前駆細胞分画までの間の段階において、GATA1変異タンパクが血球分化に及ぼす影響を時期別、系統別に検討した。この結果からGATA1遺伝子変異獲得の分化段階をより限定的に絞り込むことが出来た。今後新たに絞り込んだ血液前駆細胞分画における検討も進める予定である。また、直接DNAダメージを検出する系の構築も引き続き行っている。
Strategy for Future Research Activity	今後、新たに絞り込みを行った血液前駆細胞分画も含めての検討を行う。まずは、誘導するDNAダメージの適切な条件設定を行い、DNAダメージ修復過程に着目した比較検討の結論付けを行う予定である。また、DNAダメージ修復の種類（相同組み換え修復;HR及び、非相同組み換え修復;NHEJ）に着目した評価系を構築し、解析を行う。また、2020年度に新たに絞り込んだ血液前駆細胞分画におけるGATA1変異タンパクの系統別の挙動についても解析を行う予定である。さらに、引き続きDNAダメージを直接検出するためのより高感度な検出系の構築にも取り組む。