Ｇｅｍｉｎｉｎタンパク質制御を介した造血幹細胞の活性制御機構の解析

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23618008
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 安永 晋一郎 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 准教授 (50336111)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 瀧原 義宏 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 教授 (60226967) ; 大野 芳典 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 助教 (10548986)
• Keywords: 造血幹細胞 / 再生医学 / 細胞周期 / 自己複製 / ポリコーム / Hox / Geminin / ユビキチン化

Research Abstract

平成２５年の助成金を受け、Geminin-EYFP融合タンパク質を発現するノックインマウスのホモ接合体を作成し、Gemininタンパク質発現を蛍光タンパク質にて可視化することに成功し、EYFPの輝度がGemininの発現量とよく相関していることを確認した。Geminin-EYFPノックインマウスホモ接合体は、正常の寿命を持ち、ホモ接合体同士での交配が可能であり、発生学上の異常を認めなかった。そして、このノックインマウスの骨髄細胞を用いた様々な血液学的解析方法を確立した。特に、造血幹細胞分画であるCD34-KSL （c-Kit+Sca1+Lin-）細胞の中にGeminin-high細胞群を見つけ、それを、FACSAriaIIセルソーターを用いて分画し、致死的放射線照射を施したマウスに移植すると長期骨髄再構築能を示す細胞が存在することを明らかにし、このノックインマウスを使うことで自己複製中の造血幹細胞を同定することができるということを示した。これらの自己複製中の造血幹細胞は、5-FUの投与により、その存在比率が著明に増加することも明らかにした。また、Hoxb4やHoxa9遺伝子を、各種赤色蛍光（RFP; DsRed Express2、tandem Tomato (tdTomato)、humanized Kusabira Orange (hKO)など）をマーカーに持ったレトロウイルスベクターにつなぎ、従来使用していたGFPマーカーと異なりノックインマウスのEYFPと容易に区別が可能なRFPをマーカーとして持った造血幹細胞を移植することを可能にし、造血幹細胞におけるHoxb4やHoxa9の発現とGemininの発現動態との相関を解析する実験系を作製した。

Research Products

• [Journal Article] Transcription of the Geminin gene is regulated by a negative-feedback loop. (2014)
  • Author(s): Ohno, Y., Saeki, K., Yasunaga, S., Kurogi. T., Suzuki-Takedachi, K., Shirai, M., Mihara K., Yoshida, K., Voncken J. W, Ohtsubo, M. & Takihara Y.
  • Journal Title: Mol. Biol. Cel Volume: 25(8) Pages: 1374-1383
  • DOI: doi: 10.1091/mbc.E13-09-0534. Epub 2014 Feb 19.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Simple diagnosis of STAT1 gain-of-function alleles in patients with chronic mucocutaneous candidiasis. (2014)
  • Author(s): Mizoguchi Y., Tsumura M., Okada S., Hirata O., Minegishi S., Imai K., Hyakuna N., Muramatsu H.,. Kojima S., Ozaki Y., Imai T., Takeda S., Okazaki T., Ito T, Yasunaga S., Takihara Y., Bryant V.L., Kong X.F., Cypowyj S., Boisson-Dupuis S., Puel A., Casanova J.L., Morio T. & Kobayashi M.
  • Journal Title: J. Leukoc. Biol. Volume: 95(4) Pages: 667-676
  • DOI: doi: 10.1189/jlb.0513250. Epub 2013 Dec 16.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Negative feed-back loop regulates E2F-mediated transcriptional activation of the Geminin gene (2013)
  • Author(s): Kurogi T., Ohno Y., Yasunaga S., Suzuki-Takedachi K., Shirai M., Ohtsubo M., Takihara Y.
  • Organizer: The 36th Annual Meeting of the Molecular Biology of Japan
  • Place of Presentation: Kobe, Japan
  • Year and Date: 20131203-20131206
• [Presentation] Molecular analysis of a role for Geminin in regulating proliferation and differentiation of hematopoietic stem/progenitor cells by visualizing Geminin expression (2013)
  • Author(s): Suzuki-Takedachi K., Yasunaga S., Ohno Y., Kurogi T., Ohtsubo M., Takihara Y.
  • Organizer: The 36th Annual Meeting of the Molecular Biology of Japan
  • Place of Presentation: Kobe, Japan
  • Year and Date: 20131203-20131206
• [Presentation] Negative feed-back loop regulates transcription of the Geminin gene, which governs HSC activity (2013)
  • Author(s): Ohno Y., Yasunaga S., Kurogi T., Suzuki-Takedachi K., Nakashima Y., Ohtsubo M., Takihara Y.
  • Organizer: The 75th Annual Meeting of the Japanese Society of Hematology
  • Place of Presentation: Sapporo, Japan
  • Year and Date: 20131011-20131013
• [Presentation] Molecular role for Geminin in switching self-renewal and differentiation of hematopoietic cells (2013)
  • Author(s): Yasunaga S., Ohno Y., Kurogi T., Suzuki-Takedachi K., Nakashima Y., Ohtsubo M., Takihara Y.
  • Organizer: The 75th Annual Meeting of the Japanese Society of Hematology
  • Place of Presentation: Sapporo, Japan
  • Year and Date: 20131011-13
• [Presentation] Expression and molecular function of Geminin, which governs hematopoietic stem cell activity (2013)
  • Author(s): Takihara Y., Yasunaga S., Ohno Y., Kurogi T., Suzuki-Takedachi K., Nakashima Y., Ohtsubo M.,
  • Organizer: 第８６回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: Yokohama, Japan
  • Year and Date: 20130911-20130913
  • Invited
• [Presentation] E2F-mediated transcriptional activation of the Geminin gene is under the regulation of a negative-feedback loop (2013)
  • Author(s): Ohno Y., Saeki K., Yasunaga S., Shirai M., , Kurogi T., Nakashima Y., Ohtsubo M., Takihara Y.
  • Organizer: The 11th Stem Cell Research Symposium
  • Place of Presentation: Tokyo, Japan
  • Year and Date: 20130517-20130518
• [Presentation] Visualization and functional analysis of Geminin, a candidate molecule governing self-renewal and cellular differentiation of hematopoietic stem cells (2013)
  • Author(s): Yasunaga S., Ohno Y., Kurogi T., Saeki K., Nakashima Y., Ohtsubo M., Takihara Y.
  • Organizer: The 11th Stem Cell Research Symposium
  • Place of Presentation: Tokyo, Japan
  • Year and Date: 20130517-18
• [Remarks] 幹細胞機能学ホームページホームページ
  • URL: http://home.hiroshima-u.ac.jp/dscb