異所性EPO遺伝子発現を誘導する新規貧血改善薬の候補化合物の作用機序の解明

• Project/Area Number: 19KK0398
• Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Drug development chemistry
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 平野 育生 東北大学, 医学系研究科, 助教 (00708117)
• Project Period (FY): 2020 – 2022
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥15,210,000 (Direct Cost: ¥11,700,000、Indirect Cost: ¥3,510,000)
• Keywords: GATA1 / Erythropoietin / erythropoiesis

Outline of Annual Research Achievements

赤血球産生は、サイトカインであるエリスロポエチン（EPO）シグナルや、転写因子GATA1による転写制御機構により制御されている。EPO遺伝子は、低酸素応答性転写因子HIFによる低酸素刺激特異的な正の制御と、GATA転写因子による負の制御を受けている。近年、新規貧血治療薬として、HIF活性化薬が開発されたが、低酸素応答のマスター因子であるHIFを全身で活性化することによる副作用が危惧される。申請者は基課題において、GATA因子の活性阻害によるEPO遺伝子の発現誘導が可能な化合物の探索を行い、候補化合物を複数同定した。一方で、GATA因子は赤血球分化にも関わることから、GATA因子阻害薬の赤血球分化への影響も考慮する必要がある。本国際共同研究では、GATA因子による赤血球分化制御機構の解析、およびそれに対する候補化合物の影響を解析し、造血促進薬としてGATA阻害薬が利用可能か否か検証する。
申請者は研究計画として1: 筋線維芽細胞由来細胞株Replic細胞株に対するMTXおよび化合物Aの添加実験、2: 腎性貧血モデルマウスに対するMTXおよび化合物Aの投与実験、3: GATA1転写因子発現抑制による赤血球分化への影響の解明を実施することを予定している。1、２については渡航前に行う予定の解析であり、当該年度は細胞株およびマウスの準備と予備実験を行った。３は、海外共同研究者であるJames Douglas Engel教授のもとで、Hprt-EGFP/Gata1.05 マウスのcKit陽性骨髄細胞を用いた、シングルセルRNA-sequencingを実施する。昨今のCOVID-19のパンデミックの影響もあり直接渡米して話し合いを持つことは叶わなかったが、当該年度はEngel教授とオンライン形式で話し合いを重ね、具体的な実験計画を練り、マウスサンプルの準備を進めた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

昨今のCOVID-19蔓延の影響もあり、初年度は渡航することは叶わなかった。しかし、もともと渡航前に行う計画であった解析を行いつつ、オンライン形式の話し合いによりEngel教授と研究計画を練ることができたので、特に計画の遅延はなく、概ね順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

当初の計画どおり、Replic細胞株へのMTX・化合物Aの添加実験、およびAnREDマウスへのこれらの投与実験は、今年度中に行う予定である。また、今年度前半で、渡航先で解析を行うシングルセルRNAシークエンス用のサンプリングを進め、可能な限り９月頃に渡航しEngel教授のもとで解析をすすめる予定である。