2013 Fiscal Year Research-status Report
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25860794
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | Jichi Medical University |
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Principal Investigator |
和田 妙子 自治医科大学, 医学部, 助教 (30382956)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | T細胞性リンパ芽球性白血病 / ヒストン脱メチル化酵素 |
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| Research Abstract |
LSD1はヒストン脱メチル化する酵素で、染色体構造をダイナミックに改変し、別々の染色体に位置するプロモーターを会合させ、転写を複合的に調節する。申請者らは、造血幹細胞において放射線等によってDNA二重鎖切断が惹起されると、切断部位からの転写を抑制するためにLSD1複合体がリクルートされるが、LSD1に量的・質的異常が存在すると染色体転座が誘導されるという仮説を立て研究を開始した。
哺乳類のLSD1にはalternative splicingによりエクソン２と８に挿入が入ることで生じる４種のアイソフォームが存在することが報告されている。私たちはエクソン２の挿入（2a）の有無により生じる2つのアイソフォーム、2a-/8a- (-/-) と2a+/8a- (+/-) が存在していることを確認した。さらに、このもっとも短いアイソフォーム (-/-) はヒストン脱メチル化活性の本体であり、その発現は造血幹細胞において極めて低く、白血病細胞で強発現していることを確認した。
私たちは造血幹・前駆細胞特異的にLSD1 (-/-) を強発現するトランスジェニック・マウスを作製した。これにより、LSD1 (-/-) を低レベルおよび高レベルに発現する２ラインを得た。LSD1 (-/-) の発現量依存的にLSK細胞の増加がみられ、さらにLSD1の低発現ラインの骨髄細胞は幹細胞性を示し、高発現のラインでは造血幹・前駆細胞の増加を確認した。これはヒト造血幹・前駆細胞におけるLSD1アイソフォームの発現パターンと一致していた。これらトランスジェニック・マウスは一見して正常ではあるが、造血幹細胞の自己複製能が亢進していることから、さらなる遺伝子異常を追加することで白血病の発症や染色体転座の頻度が増加するのではないかと考えた。実際、T細胞性リンパ芽球性リンパ腫・白血病をより早期かつ高頻度に発症した。
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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
DNA二重鎖切断部位へのLSD1の局在について調べた。放射線照射後にLSD1がDNA二重鎖切断部位に局在することを共焦点顕微鏡を用いて確認した。
正常細胞と転座を有する白血病細胞におけるLSD1の質的・量的異常について解析した。短いアイソフォーム (-/-) はヒストン脱メチル化活性の本体であり、その発現は造血幹細胞において極めて低く、白血病細胞で強発現していることを確認した。
私たちはSca-1プロモーターを用いて造血幹・前駆細胞特異的にLSD1 (-/-) を強発現するトランスジェニック・マウスを作製した。これらトランスジェニック・マウスは造血幹細胞の自己複製能が亢進していることが分かった放射線照射を行うと、T細胞性リンパ芽球性リンパ腫・白血病をコントロール群に比べより早期かつ高頻度に発症することが分かった。
上記実験を行い、In vivoとIn vitroの両方においてLSD1の質的・量的異常を確認でき、おおむね順調に進展していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
Sca-1プロモーターを用いて造血幹・前駆細胞特異的にLSD1 (-/-) を強発現するトランスジェニック・マウスに放射線照射を行い２次的損傷を加えると、T細胞性リンパ芽球性リンパ腫・白血病をコントロール群に比べより早期かつ高頻度に発症することを確認した。今後はこれらのマウスの腫瘍細胞を用いたFISHなどを行い染色体転座の発症の頻度を定量する。また、染色体転座が生じた場合、LSD1のDNA結合配列を解析し、転座の起こりやすい位置を解析する。
一方、LSD１阻害剤の予防的投与で放射線照射により誘発したT細胞性リンパ芽球性リンパ腫・白血病を抑制できるか確認する。
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