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造血幹細胞の分化開始機構の解明と白血病幹細胞を標的とした分化誘導療法への応用

研究課題

研究課題/領域番号 11J06534
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 病態医化学
研究機関東北大学

研究代表者

高井 淳  東北大学, 大学院医学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2013年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2012年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード転写因子 / 遺伝子発現制御 / 造血幹細胞 / DNAメチル化 / 血球分化 / 白血病細胞 / 白血病幹細胞
研究概要

本研究は、我々が新たに同定したGata1遺伝子座のプロモーター近傍に存在するに造血幹細胞特異的なサイレンサー領域を解析し、①結合因子の同定と造血幹細胞の赤血球分化開始機構の解明、②解明した赤血球分化開始の分子メカニズムを応用して白血病の新しい治療法を開発することを目的とし、研究を開始した。上記のサイレンサー領域に結合する因子としてDnmt1を同定した。また、Dnmt1によりGata1遺伝子座周辺のDNAメチル化状態が維持され、Gata1遺伝子発現が抑制されることを解明した。In vitroメチル化DNAレポーターアッセイ、クロマチン免疫沈降の結果から、このメカニズムとして、Gata1遺伝子座のDNAメチル化がGata1遺伝子を活性化するGATA2の結合を抑制し、Gata1遺伝子の転写活性化を抑制することが考えられた。以上の結果をまとめ、論文をBlood誌に発表した。さらに、Gata1遺伝子発現がこのようなメカニズムで制御される意義を検討するため、サイレンサー領域を欠失させた遺伝子改変マウスを作製し、解析を行った。その結果、造血幹細胞の消失、顆粒球系細胞の減少が観察された。これらの結果は、造血幹細胞におけるGATA1の過剰発現により、造血幹細胞の枯渇と細胞の分化異常が引き起こされることを示唆する。この結果と、造血幹細胞と白血病幹細胞の類似性に着目し、白血病幹細胞においてGata1遺伝子の発現を活性化させることにより、白血病幹細胞から赤血球への分化が強制的に進行し、白血病幹細胞を根絶できるのできる可能性があると考えた。現在、サイレンサー領域欠失マウスと急性骨髄性白血病のモデルマウスを交配している。この実験によって、GATA1の過剰発現により、モデルマウスの白血病発症率低下や予後改善が観察されれば、様々な白血病に対する分化誘導療法という、新しい治療戦略の確立に貢献できると考えている。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

報告書

(3件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Transcription factor GATA2 and GATA2 regulates body-water homeostasis through maintaining aquaporin 2 expression in the renal collecting duct2014

    • 著者名/発表者名
      Yu L, Moriguchi T, Souma T, Takai J, Engel JD and Yamamoto M.
    • 雑誌名

      Mol Cell Biol.

      巻: (In press)

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Gatal 5' region harbors distinct cis-regulatory modules that direct gene activation in erythroid cells and gene inactivation in HSCs2013

    • 著者名/発表者名
      Takai J, Moriguchi T, Suzuki M, Yu L, Ohneda K, and Yamamoto M.
    • 雑誌名

      Blood.

      巻: 122 号: 20 ページ: 3450-3460

    • DOI

      10.1182/blood-2013-01-476911

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] UG4 enhancer-driven GATA-2 and BMP4 complementation remedies the CAKUT phenotype in Gata2 hypomorphic mutant mice2012

    • 著者名/発表者名
      Ainoya K, Moriguchi T, Ohmori S, Souma T, Takai J, Morita M, Chandler KJ, Mortlock DP, Shimizu R, Engel JD, Lim K-C, Yamamoto M
    • 雑誌名

      Mol Cell Biol

      巻: (印刷中)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Luminal alkalinization attenuates proteinuria-induced oxidative damage in proximal tubular cells2011

    • 著者名/発表者名
      Souma T, Abe M, Moriguchi T, Takai J, Yanagisawa-Miyazawa N, Shibata E, Akiyama Y, Toyohara T, Suzuki T, Tanemoto M, Abe T, Sato H, Yamamoto M, Ito S
    • 雑誌名

      J Am Soc Nephrol

      巻: 22 号: 4 ページ: 635-648

    • DOI

      10.1681/asn.2009111130

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Real-time in vivo monitoring of inflammatory status exploiting human interleukin-6 BAC luciferase transgenic mice.2014

    • 著者名/発表者名
      Takai J, Hayashi M, Motohashi H, Moriguchi T, Yamamoto M.
    • 学会等名
      4th International Symposium on Environmental Response
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2014-02-28
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] BACトランスジェニックマウスを用いた血球分化マスター転写因子GATA1の遺伝子発現制御機構の解析2013

    • 著者名/発表者名
      高井淳、森口尚、鈴木未来子、大根田絹子、山本雅之
    • 学会等名
      生化学学会東北支部例会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2013-05-11
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] DNA methylation-mediated Gata1 gene inactivation is essential for maintenance of hematopoietic homeostasis.2012

    • 著者名/発表者名
      高井淳
    • 学会等名
      第35回分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2012-12-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Gata1 GdC region habors two-way regulatory modules that direct erythroid-specific gene activation as well as gene inactivation in hematopoietic stem cells.2012

    • 著者名/発表者名
      高井淳
    • 学会等名
      18th Conference on Hemoglobin Switching
    • 発表場所
      The United States of America, Asilomar
    • 年月日
      2012-06-07
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] BACレポーターマウスを用いた転写因子GATA1の遺伝子発現制御機構の解析2012

    • 著者名/発表者名
      高井淳、森口尚、山本雅之
    • 学会等名
      東北大学Network Medicine GCOE冬の合宿2012
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] BACトランスジェニックマウスを用いた血球分化マスター転写因子GATA1の遺伝子発現制御機構の解析2012

    • 著者名/発表者名
      高井淳、森口尚、鈴木未来子、大根田絹子、山本雅之
    • 学会等名
      新学術領域研究「転写代謝システム」若手ワークショップ
    • 発表場所
      湯河原
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.dmbc.med.tohoku.ac.jp/official/mdex.html

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

URL: 

公開日: 2011-12-12   更新日: 2024-03-26  

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