2021 Fiscal Year Annual Research Report
ストレス造血における幹細胞エピゲノム制御と細胞運命決定機構の解析
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21H02952
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
指田 吾郎 熊本大学, 国際先端医学研究機構, 特別招聘教授 (70349447)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | HMGA2 / 造血幹細胞 / ストレス / クロマチン / 炎症応答 / HMGA1 / IGF2BP2 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
組織幹細胞は、個体発生や成体組織恒常性を維持する不可欠な細胞である。造血幹細胞は自己複製能と多分化能を持ち、ストレスによって生じる造血障害を修復する。しかし、個体がストレスを受けた後、造血幹細胞がどのように制御され、その自己複製と分化を決定するのか明白ではなかった。この疑問に答えるため、胎児幹細胞で高発現しておりクロマチンを制御できるHMGA2 (High-mobility group AT-hook 2)に着目した。クロマチン・転写制御因子のHMGA2は、胎児造血幹細胞では、Lin28-Let7 miRNA-Hmga2経路により発現レベルが高く維持されている。一方、成体造血幹細胞では、Hmga2は発現しているが、その発現レベルはLin28低発現とポリコーム抑制性複合体(PRC2)によって抑制される。こうしたHmga2の発現制御機構は研究されてきたが、その下流の標的因子を含めたクロマチンと転写ネットワークは必ずしも明らかでなかった。本研究では、定常状態・ストレス状態における幹細胞の自己複製と分化、幹細胞の対称と非対称性分裂、造血組織の維持と再生の分子基盤を、HMGA2から理解する「ストレス造血における幹細胞エピゲノム制御と運命決定機構の解明」を目的とした。始めに、Hmga2コンディショナルノックアウトマウスと胎児幹細胞レベルのHmga2高発現を誘導できるRosa26コンディショナルノックインマウスを作製した。これら改変マウスを用いて、ストレス後の造血回復を解析した。Hmga2発現幹細胞の自己複製亢進と速やかな造血回復を認めた。従来報告されていたHmga2によるクロマチン伸展に限らない、状況依存的なHmga2による幹細胞のクロマチン制御機序を明らかにした。
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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
Hmga2コンディショナルノックアウトマウスと胎児幹細胞レベルのHmga2高発現を誘導できるRosa26コンディショナルノックインマウスを作製した。現在まで、Hmga2ノックインマウスを用いて、５FU投与モデルによる造血ストレス負荷後のすみやかな造血回復を確認した。Hmga2発現幹細胞の自己複製亢進と速やかな造血の回復を認めた。従来報告されていたHmga2によるクロマチン伸展に限らない、状況依存的なHmga2による幹細胞のクロマチン制御機序をここまで明らかにしている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、こうして同定したストレスに依存したHmga2機能の制御機構を解析する。Hmga2の結合領域/標的遺伝子の造血制御における役割をCRISPR/Cas9/dCas9法を用いて、遺伝学的に検証する。５FU投与に限らないストレス状況下において、造血幹細胞の自己複製と分化の運命決定と対称・非対称分裂様式を決定するHmga2によるクロマチンの動態制御を検証する。Hmga2標的遺伝子を含めた転写因子ネットワーク制御の分子基盤を解析する。
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Research Products
(5 results)
