ｉＰＳ細胞を用いた造血幹細胞の誘導法の開発とその分子基盤の解析

2012 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22390195
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 瀧原 義宏 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 教授 (60226967)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大野 芳典 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 助教 (10548986) ; 辻 浩一郎 東京大学, 医科学研究所, 准教授 (50179991) ; 安永 晋一郎 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 准教授 (50336111)
• Project Period (FY): 2010-04-01 – 2013-03-31
• Keywords: 再生医学 / 造血幹細胞 / iPS細胞 / ES細胞 / 自己複製 / 分化 / Geminin

Research Abstract

ES細胞やiPS細胞から造血幹細胞を誘導したり、ex vivoで造血幹細胞を増幅させるための新技術の開発が待たれている。研究室では造血幹細胞の活性を支持する２大内的因子であるポリコーム複合体1やHoxb4に関する解析結果から、Gemininが造血幹細胞の自己複製と分化の誘導を掛け分ける中核因子として機能していることを見つけた。そこで、本研究ではまずHoxb4だけでなく、白血病発症との関連が知られているHoxa9も同様にGemininに対するE3ユビキチンリガーゼとして機能することを明らかにした。そしてさらにポリコーム複合体1のメンバーでGemininとの結合ドメインを提供するScmh1ののノックアウトマウスを作製し、ポリコーム複合体1及びHoxba9やHoxb4によってGemininが一定の恒常性を保ちながら発現制御されていることを明らかにした。次に、Geminin遺伝子に蛍光タンパク質遺伝子EYFPをノックインし、Geminin-EYFP融合タンパク質が発現するようにしたGeminin-EYFPノックインマウスを作製するとともに、ホモ接合型Geminin-EYFPノックインマウスの胎仔線維芽細胞からiPS 細胞を作製した。また、レトロウイルスベク-やGeminininに対するshRNAを用いてGemininの発現を自在に操作できる実験系の開発を行い、Geminin量を操作することによって、造血幹細胞の活性を操作できることを明らかにした。今後、自己複製におけるGemininの役割をさらに明らかにし、造血幹細胞を増幅可能な新技術の開発に貢献することを目指したい。

Current Status of Research Progress

Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Scmh1 has E3 ubiquitin ligase activity for Geminin and histone H2A and regulates Geminin stability directly or indirectly via transcriptional repression of Hoxa9 and Hoxb4. (2013)
  • Author(s): Yasunaga, S., Ohtsubo, M., Ohno, Y., Tanaka-Okamoto, M., Ishizaki, H., Shirai, M., Mihara, K., Brock, W. H., Miyoshi, J., Takihara, Y.
  • Journal Title: Mol. Cell. Biol. Volume: 33 Pages: 644-660
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hoxa9 transduction induces mouse hematopoietic stem and progenitor cell activity through direct down-regulation of Geminin. (2013)
  • Author(s): Ohno, Y.
  • Journal Title: PLoS ONE Volume: 8 Pages: e53161
  • DOI: doi:10.1371/journal.pone.0053161
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] MK3 controls Polycomb-target gene expression via negative feedback on ERK. (2013)
  • Author(s): Prickaerts, P.
  • Journal Title: Epigenetics Chromatin Volume: 5 Pages: 12
  • DOI: doi: 10.1186/1756-8935-5-12
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Aurora-A controls pre-replicative complex formation and DNA replication by promoting the stabilization of geminin in mitosis. (2013)
  • Author(s): Tsunematsu, T.
  • Journal Title: Nature Commun. Volume: - Pages: -
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Scmh1 is required for maintaining hematopoietic homeostasis through the molecular network governing Geminin expression. (2012)
  • Author(s): Ohno, Y.
  • Organizer: 第35回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 20121211-20121214
• [Presentation] Molecular role for Geminin in E2F-mediated transcriptional regulation. (2012)
  • Author(s): Saeki, K.
  • Organizer: 第35回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 20121211-20121214
• [Presentation] Scmh1 regulates Geminin through the ubiquitin-proteasome systems to govern hematopoietic homeostasis. (2012)
  • Author(s): Yasunaga, S.
  • Organizer: 第73回日本血液学会学術集会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 20121019-20121021
• [Presentation] Repression of Geminin plays an important role in Hoxa9-induced hematopoiesis and leukemogenesis. (2012)
  • Author(s): Ohno, Y.
  • Organizer: 第73回日本血液学会学術集会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 20121019-20121021
• [Presentation] Novel molecular regulatory network governing Geminin maintains hematopoietic homeostasis. (2012)
  • Author(s): Takihara, Y., Yasunaga, S., Ohno, Y., Saeki, K., Nakashima, Y., Ohtsubo, M.
  • Organizer: 41st annual scientific meeting of the international society for hematology and stem cells
  • Place of Presentation: Amsterdam, Netherlands
  • Year and Date: 20120823-26