転写調節による造血分化制御

• 研究課題/領域番号: 10181102
• 研究種目: 特定領域研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 仲野 徹 大阪大学, 微生物病研究所, 教授 (00172370)
• 研究分担者: 田中 信之 日本医科大学, 老人病研究所, 教授 (80222115) ; 平井 久丸 東京大学, 医学部・附属病院, 助教授 (90181130) ; 山本 雅之 筑波大学, TARAセンター, 教授 (50166823) ; 五十嵐 和彦 広島大学, 医学部, 教授 (00250738) ; 小守 寿文 (小守 壽文) 大阪大学, 医学研究科, 助手 (00252677) ; 北村 幸彦 大阪大学, 医学部, 教授 (70028520)
• 研究期間 (年度): 1998 – 2001
• 研究課題ステータス: 完了 (2001年度)
• 配分額: 196,100千円 (直接経費: 196,100千円); 2001年度: 50,900千円 (直接経費: 50,900千円); 2000年度: 49,800千円 (直接経費: 49,800千円); 1999年度: 47,700千円 (直接経費: 47,700千円); 1998年度: 47,700千円 (直接経費: 47,700千円)
• キーワード: 血液細胞 / 細胞分化 / 転写因子 / 赤血球 / マスト細胞 / T細胞 / 幹細胞 / 造血幹細胞 / 骨髄形成 / 遺伝子ターゲティング / GATA転写因子 / アポトーシス / 白血球 / 白血病

研究概要

マウス胚性幹細胞から血液細胞への分化誘導法と、テトラサイクリンによるコンデイショナル遺伝子発現系を組み合わせて、GATA-2の機能解析をおこなった。その結果、GATA-2は未分化な造血前駆細胞の増殖を亢進させること、また赤血球・巨核球への分化を促進することがあきらかになった。また、GATA-1の機能ドメインを解析するために、GATA-1ノックダウンマウスの致死性をGATA-1遺伝子の発現制御領域制御下に種々のGATA-1変異体を発現するトランスジェニックマウスにより相補する実験をおこなった。その結果、Cフィンガー,Nフィンガーは両方とも個体レベルでのGATA-1機能に必須であることがあきらかになった。
mi遺伝子座がコードするbasic-helix-loop-helix leucine zipper型転写因子(MITF)はbasic domainの1アミノ酸の異常では抑制性の機能をもつのに対し、大半のアミノ酸を欠損することであらゆる機能を失った。また、MITFと結合するタンパク質としてzinc finger domainをもつMAZRを単離した。MAZRはマスト細胞で高発現しているプロテアーゼ遺伝子の転写活性をMITFと相乗的に高めていた。また、骨芽細胞分化、破骨細胞分化、骨形成におけるCbfa1の機能およびB細胞分化におけるBach1の機能を明らかにした。
AML1の成体における機能を明らかにするため、AML1のコンディショナル・ノックアウトマウスを作製し、T細胞特異的AML1欠損マウスおよびB細胞特異的AML1欠損マウスの解析を行った。T細胞特異的AML1欠損マウスは著しい胸腺低形成を示し、CD4,8陰性(DN)分画内ではCD25陽性CD44陰性(DN3)分画に細胞が蓄積し、それ以降の分化が抑制されていた。また、B細胞特異的AML1欠損マウスにおいてもB細胞の分化障害を認めた。
以上のように、種々の血液細胞系列における転写因子の機能を明らかにすることができた。

研究成果

• [文献書誌] Suzuki A, (13), Nakano T(corresponding author), Mak T W: "T-cell specific loss of PTEN leads to defects in central and peripheral tolerance"Immunity. 14. 523-534 (2001)
• [文献書誌] Iwai N, Kitajima K, Sakai K, Kimura T, Nakano T: "Alteration of cell adhesion and cell cycle properties of ES cells by an inducible dominant interfering Myb mutant"Oncogene. 20. 1425-1434 (2001)
• [文献書誌] Shimizu R, Takahashi S, Ohneda K, Engel JD, Yamamoto M: "In vivo requirements for GATA-1 functional domain during primitive and definitive erythropoiesis"EMBO J. 20. 5250-5260 (2001)
• [文献書誌] Shimizu K, Chiba S, Saito T, (2), Hamada Y, Hirai H: "Integrity of intracellular domain of Notch ligand is indispensable for cleavage required for release of Notch2 intracellular domain"EMBO J. 21. 294-302 (2001)
• [文献書誌] Liu W, (4) Liu Y, Himeno M, Narai S, Yamaguchi A, Komori T: "Overexpression of Cbfa1 in osteoblasts inhibits osteoblast maturation and causes osteopenia with multiple fractures"J Cell Biol. 155. 157-166 (2001)
• [文献書誌] Morii E, (3), Sakuma T, Nomura S, Esko JD, Handa H, Kitamura Y: "Inhibitory effect of MITF encoded by the mutant mi allele on GABP-mediated transcript expression in mouse mast cells"BLOOD. 97. 3032-3039 (2001)
• [文献書誌] 仲野 徹: "胚性幹細胞(ES細胞)の分化とサイトカイン 造血サイトカイン-研究の進歩と臨床応用-"元吉和夫. 64-73 (2001)
• [文献書誌] T.Era,Y.Takagi,T.Takahashi,J.C.Bories,T.Nakano: "Characterization of hematopoietic lineage specific gene expression by ES cell in vitro differentiation induction system"Blood. 95. 870-878 (2000)
• [文献書誌] Oda,E.,Ohki,R.,Murasawa,H.,Nemoto,J.,Shibue,T.,Tanaka,N.: "Noxa,a BH3-only member of the bcl-2 family and candidate mediator of p53-induced apoptosis."Science. 288. 1053-1058 (2000)
• [文献書誌] Kurokawa M,Mitani K,Yamagata T,Nishida E,Yazaki Y,Hirai H: "The Evi-1 oncoprotein inhibits c-Jun N-terminal kinase and prevents stress-induced cell death."EMBO J. 19. 2958-2968 (2000)
• [文献書誌] C.Ueta,M.Iwamoto,N.Kanatani,K.Takada,K.Kurisu,T.Komori,: "Skeletal malformations caused by overexpression of Cbfa1 or its dominant negative form in chondrocytes."J Cell Biol. (in press).
• [文献書誌] Katsuoka,F.,Motohashi,H.,Onodera,K.,Yamamoto,M.: "One enhancer mediates mafK transcriptional activation in both hematopoietic and cardiac muscle cells."EMBO J. 19. 1335-1345 (2000)
• [文献書誌] Kobayashi,A.,Yamagiwa,H.,Hoshino,H.,Igarashi,K.: "A combinatorial code for gene expression generated by transcription factor Bach2 and MAZR through BTB/POZ domain."Mol Cell Biol. 20. 1733-1746 (2000)
• [文献書誌] N. Motoyama, T. Kimura, T. Takahashi, T. Watanabe, T. Nakano: "bcl-x Prevents Apoptotic Cell Death of Both Primitive and Definitive Erythrocytes at the End of Maturation"J Exp Med. 189. 1691-1698 (1999)
• [文献書誌] T. Era, T. Takahashi, Y. Takagi, T. Nakano: "Characterization of hematopoietic lineage specific gene expression by ES cell in vitro differentiation induction system"BLOOD. 95. 870-878 (2000)
• [文献書誌] S. Nishimura, S. Takahashi, T. Kuroha, T. Nagasawa, M. Yamamoto: "A GATA box in the GATA-1 gene hematopoietic enhancer is a critical element in the network of GATA factors and sites that regulate this gene"Mol Cell Biol. 20. 713-723 (2000)
• [文献書誌] A. Ito, E. Morii, D. K. Kim, T. Jippo T, K. Maeyama K, H. Nojima H, Y. Kitamura: "Inhibitory effect of the transcription factor encoded by the mi mutant allele in cultured mast cells of mice"BLOOD. 93. 1189-1196 (1999)
• [文献書誌] K. Maki, K. Mitani, T. Yamagata, Y. Kanda, Y Yazaki, H. Hirai: "Transcriptional inhibition of p53 by the MLL/MEN chimeric protein found in myeloid leukemia"BLOOD. 93. 3216-3224 (1999)
• [文献書誌] H. Enomoto, M. Enomoto-Iwamoto, Y. Kitamura, T. Kishimoto, T. Komori: "Cbfa1 is a positive regulatory factor in chondrocyte maturation"J. Biol. Chem. (in press). (2000)
• [文献書誌] Kurokawa M,Mitani K,Hirai H,et al: "The oncoprotein Evi-1 represses TGF-beta signalling by inhibiting Smad3" Nature. 394. 92-96 (1998)
• [文献書誌] Hirota S,Isozaki K,Kitamura Y,et al: "Gain-of-function mutations of c-kit in human gastrointestinal stromal tumors" Science. 279. 577-580 (1998)
• [文献書誌] Suwabe N,Takahashi S,Nakano T.et al: "GATA-1 regulates growth and differentiation of definitive erythroid lineage cells during in vitro ES cell differentiation" Blood. 92. 4108-4118 (1998)
• [文献書誌] Takahashi S,Komeno T,Yamamoto M.et al: "Role of GATA-1 in proliferation and differentiation of definitive erythroid and megakaryocytic cells in vivo" Blood. 92. 434-442 (1998)
• [文献書誌] Yagi H,Deguchi K,Komori T.et al: "Growth disturbance in fetal liver hematopoiesis of Mll-mutant mice" Blood. 92. 108-117 (1998)
• [文献書誌] Tanaka N,Sato M,Taniguchi T.et al: "Type l interferons are essential mediators of apoptotic death in virally infected cells" Genes Cells. 3. 29-37 (1998)