2015 Fiscal Year Research-status Report
GATA1およびコヒーシン遺伝子変異による白血病発症の分子機構の解明
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26461559
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
金崎 里香 弘前大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (60722882)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 白血病 / 転写因子 / コヒーシン |
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| 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。多くは自然寛解するものの、TAMの約20%は4年以内に急性巨核芽球性白血病(ML-DS)を発症する。ML-DSは、TAM期の芽球が体内に一部残存し白血病化したものである。本研究の目的は、ML-DS発症の分子機構を明らかにすることである。
研究代表者らは、TAMにおける転写因子GATA1sの低発現(L)タイプの遺伝子変異がML-DS白血病発症の危険因子であること、ML-DSにおいてはコヒーシン複合体を形成する因子に遺伝子変異が高頻度に存在していることを明らかにしている。そこで、TAMにおいては、GATA1s低発現がどのように白血病化に影響するのか、ML-DSにおいては、コヒーシン複合体の機能低下とML-DS発症の関連性について注目し、研究を行なっている。
1. GATA1s低発現がどのように白血病化に関与するのかについて
赤血球・巨核球系細胞株にGATA1遺伝子のゲノム編集を行ない、完全長GATA1に代わってGATA1sのみが発現するGATA1s細胞株（Lタイプ、Hタイプ）を作成した。これらのGATA1s細胞株では、野生型と比較してTAMの発症と関連する可能性のある因子の発現量が増加しており、また、Lタイプの方が発現量の多い傾向もみられた。どのような機序が存在しているのか、ChIP-seq等により解析中である。
2. 遺伝子変異によるコヒーシン複合体の機能低下とML-DS発症との関連性の検証
コヒーシンと機能的に関連する因子であるCTCFの遺伝子変異を有するML-DS由来細胞株を用い、野生型のCTCFを過剰発現させ細胞増殖への影響をみたところ、増殖の減速がみられた。今後は、遺伝子発現への影響等を解析する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成27年度に計画していた実験は以下の2点であったが、進行度からやや遅れていると評価した。
1. GATA1s低発現がTAM細胞の白血病化に及ぼす影響についての、TAMの細胞やML-DS由来細胞株を用いた検証
細胞株での研究がよい成果を挙げつつあるが、TAMの細胞を使用するにあたっては、ChIP実験などのために細胞数を得ようと培養をしているうちに細胞の分化度に変化が生じ、GATA1s量も減少するため、実験をこのまま進行するのは適切でないと判断し、一時停止している。TAM細胞での確認にはピンポイントで少量の細胞数で実験を行なうなどの、工夫を模索中である。
2.コヒーシン複合体の機能低下とML-DS発症との関連性の検証
まず、コヒーシン複合体およびCTCFに変異のない巨核球系細胞を使用して、siRNAおよびアンチセンスオリゴでCTCFのノックダウンを行なった。しかし、大きな変化は掴めなかった。そこで、CTCFに変異のあるML-DS由来細胞に野生型のCTCFを過剰発現させて実験を行ない、ようやく増殖の減速を確認したところである。これから遺伝子発現への影響等を解析する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
1. GATA1sの低発現がどのように白血病化に影響するのかについての研究について
現在qRT-PCRで判明している変動遺伝子以外にも白血病化に影響する候補遺伝子が存在している可能性がある。そこで、GATA1遺伝子のゲノム編集で得たクローンのRNA-seqを行ない、変動遺伝子を明らかにする。ChIP-seqのデータを組み合わせてGATA1sの標的遺伝子を明らかにする。ML-DS由来細胞株やTAM細胞にて検証を行なう。TAM細胞を使用する際は、近年、少量細胞によるRNA-seqやChIP-seqの方法が開発されているので、それらの新しい手法を検討する。
2. 遺伝子変異によるコヒーシン複合体の機能低下のML-DS発症との関連性の研究について
コヒーシン複合体の機能低下は、染色体異常を招くものと予想される。しかしML-DSにおいて、コヒーシン複合体に変異のある検体とない検体とでは、染色体異常数に有意な差はみられていない。また、コヒーシンに変異のあるコルネリア デ ランゲ症候群において、白血病の発症は特に高頻度ではない。従って、ML-DS発症は、trisomy21、GATA1s、コヒーシン複合体の機能低下が複合的に結びつき、特定のいくつかの標的遺伝子が異常制御されることが鍵となると思われる。そこで今後は、CTCFに変異のあるML-DS由来細胞で野生型のCTCFの発現を誘導する実験系で、RNA-seqやChIP-seqによりCTCFの遺伝子発現への影響等を解析する予定である。
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| Causes of Carryover |
年度末の実験予定が変更となったため、それに伴って使用額が計画よりも若干下回ったものである。研究遂行に大きな問題が生じたためではない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
実験自体はやや遅れはあるもののの着実に進行中であり、次年度も実験を計画している。前年度分、次年度分の助成金を有効に活用できる見通しである。
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