| 研究課題/領域番号 |
21K06874
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分49010:病態医化学関連
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| 研究機関 | 岩手医科大学 |
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研究代表者 |
古山 和道 岩手医科大学, 医学部, 教授 (80280874)
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| 研究分担者 |
久保田 美子 岩手医科大学, 医学部, 准教授 (30260102)
金子 桐子 岩手医科大学, 医学部, 講師 (10545784)
鈴木 亘 岩手医科大学, 医学部, 助教 (90610395)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 赤芽球 / 遺伝性鉄芽球性貧血 / モデル細胞 / 環状鉄芽球 / 細胞死 / ferroptosis / ゲノム編集 / 鉄芽球性貧血モデル細胞 / 鉄欠乏性貧血モデル細胞 / apoptosis / 鉄芽球性貧血 / 疾患モデル細胞 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
赤芽球の分化における無効造血のメカニズムを明らかにすることを目指す。主に解析の対象とする細胞は赤血球まで分化する培養細胞(HUDEP2細胞)で、野生型細胞をコントロールとし、ALAS2 遺伝子に変異を有するXLSAモデル細胞(XLSA細胞）、トランスフェリンの添加量を制限した培養液で維持・分化させる鉄欠乏性貧血モデル細胞 (IDA細胞）を用いる。それぞれの細胞を用いて、アポトーシス、フェロトーシスなどの細胞死がどのように関わるか、そしてミトコンドリアの機能異常やそれを除去するマイトファジーの亢進がそれらの細胞死にどのように影響するのかを観察し、無効造血と呼ばれる現象の本体を明らかにしたい。
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| 研究実績の概要 |
我々が樹立したHA2low細胞は非腫瘍系培養細胞であるHUDEP2細胞のALAS2遺伝子に変異を導入した世界初の遺伝性鉄芽球性貧血のモデル細胞で、分化誘導することにより環状鉄芽球をin vitroで観察できる。しかし野生型のHUDEP2細胞もHA2low細胞も分化誘導を行うと多くの細胞が細胞死するため、細胞死の原因の比較が困難であった。
HUDEP2細胞はパピローマウイルス由来のタンパク質E6/E7をdoxycycline (DOX)誘導性に発現させ、かつStem Cell Factor (SCF)存在下で培養することにより赤芽球の形質を保ちながら増殖し、DOXおよびSCFを培養液中から除去することにより赤芽球から赤血球への分化が誘導され、HA2low細胞では環状鉄芽球が観察される。このため、細胞死を抑制しながらより多くの環状鉄芽球が観察できる条件を明らかにしようとしていたところ、昨年、国内の別グループから、我々とは異なるALAS2遺伝子の機能欠失型変異をHUDEP2細胞に導入してモデル細胞を樹立し、DOXを添加しながらSCFを除くことで環状鉄芽球の出現効率を上昇させることが可能であるとの報告がなされた。このため、同論文で報告された分化誘導条件がHA2low細胞に対しても有用かどうかを検討したところ、分化誘導時にDOXの添加を継続することで、野生型およびHA2low細胞でも細胞死を抑制し、HA2low細胞では環状鉄芽球の出現頻度が上昇することが明らかになった。さらに、同条件で比較するとHA2low細胞の方が野生型に比べて細胞死を起こしやすい傾向が認められ、HA2low細胞でのみferroptosis(鉄過剰に起因する細胞死)の阻害剤により細胞死が部分的に抑制されたことから、HA2low細胞の過剰な細胞死にはferroptosisが関与する可能性が高いものと思われた。
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