ダウン症関連白血病における転写制御破綻機序の解明

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K08249
• Research Institution: Hirosaki University
• Principal Investigator: 金崎 里香 弘前大学, 医学研究科, 助教 (60722882)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 転写因子

Outline of Annual Research Achievements

ダウン症新生児の約10%は、未熟な巨核球が一過性に増殖する血液疾患(TAM)を発症する。TAM症例は多くが一旦寛解するものの、約20%と高率に巨核球性白血病(ML-DS)へと進展する。本研究の目的は、ML-DS移行の予防と予後の改善を目指し、ML-DS発症の分子機構を明らかにすることである。
申請者は、ML-DSで高頻度に変異が検出される遺伝子の多くが、巨核球系分化に必須の転写因子GATA1と協調して機能する(またはその可能性の高い)因子であることを見出した。GATA1を中心とした遺伝子発現制御の破綻が、ML-DS発症の共通したメカニズムであるという仮説のもと、本研究は主に高頻度に変異が検出された遺伝子とGATA1との相互作用の検証を行い、白血病発症の鍵となる遺伝子発現制御の破綻機序を解明するものである。
ML-DSで高頻度に変異が検出される遺伝子の一つである、ホメオボックスファミリーに属するが機能不明の転写因子IRX1については、変異のないIRX1を過剰発現させると、ML-DS由来細胞株において赤血球/巨核球系分化が誘導され、GATA1との機能の類似性が示唆された。しかし、クロマチン免疫沈降シークエンス(ChIP-seq)では、ゲノム上の結合領域がほとんど検出されなかった。このことから、IRX1は、直接DNAに結合しているのではなく、GATA1を含む他のタンパクの co-factor として転写調節に関与している可能性が考えられた。そこで、co-factorとDNAの相互作用解析に適すると言われるCUT&RUN assayの導入を図り、条件を検討しているところである。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

市販の良い抗IRX1抗体が見つからないことから、受託で抗IRX1抗体作成を試みたものの、依然として良い抗体が得られなかった。そのため、免疫沈降法で内在性IRX1とGATA1などとの相互作用を調べることが困難で、研究がなかなか進展しなかった。CUT&RUN assayでは、FLAGタグ付きIRX1を発現させる実験系を使用して実験する予定であるが、このアッセイ条件検討用の陽性実験（抗GATA1抗体使用）でもシグナルノイズ比の良いデータが得られず、条件検討に時間がかかってしまった。

Strategy for Future Research Activity

IRX1については、FLAGタグ付きIRX1を発現させる実験系でCUT&RUN assayを実施することで標的遺伝子やco-factorの同定を行う。また、その他、GATA1と協調して機能すると思われる因子については、免疫沈降法による相互作用の検証、ノックダウン実験、レポーターアッセイ、ChIP-seqやCUT&RUN assayによるゲノム上の共局在の検証などを実施する予定である。

Causes of Carryover

当初計画していた年度末の実験の一部が滞り、物品購入計画に遅れが生じたため。