| 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 |
交付 (2022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 | 遺伝性鉄芽球性貧血 / ゲノム編集 / モデル細胞 / 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 / 細胞死 |
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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 |
HUDEP2細胞は非腫瘍性の赤芽球系培養細胞で、Doxycyclin (以下DOX)誘導性にヒトパピローマウイルス由来のタンパク質E6/E7をヒト臍帯血由来の赤芽球で発現させることにより不死化した細胞である。この細胞はDOXおよび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を誘導することができる。我々はCRISPR/Cas9システムを用いてHUDEP2細胞のALAS2遺伝子に機能欠失型変異を挿入し分化誘導することで環状鉄芽球を観察することができるX染色体連鎖鉄芽球性貧血モデル細胞(HA2low細胞)を樹立することに世界で初めて成功し、報告した。しかしながらこのシステムの問題点は分化誘導に伴い多くの細胞が死滅し、脱核して赤血球にまで分化する細胞の割合もあまり高くはないことである。また、環状鉄芽球を再現性良く検出することはできるものの、数は多くなく、FACS等を用いての解析には困難を感じていた。
そこで、今年度は数多くの環状鉄芽球を検出する条件を明らかにすることを目的に培養および分化誘導条件の検討を開始したところ、国内の別グループから以下の様な報告がなされた。すなわち、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、さらに同モデル細胞は過剰な鉄が細胞死に関与するferroptosisに対する感受性が高いとの報告であった。 (Ono K. et al, Sci Rep 2022 Vol. 12 Issue 1 Pages 9024, DOI: 10.1038/s41598-022-12940-9) 現在、同論文で報告された分化誘導条件等が我々が樹立したモデル細胞に対しても有用かどうかを検討中である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
国内の他のグループから当初我々が研究目標としていた成果の一部が報告されたため、すでに報告された研究成果と我々の研究成果との整合性の検討等を並行して実施しなければならない状況である。このため、今年度の研究の進捗状況はやや遅れていると判断している。
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| 今後の研究の推進方策 |
上記で記載した様に、既報の培養条件と分化誘導条件が我々の樹立したモデル細胞にとっても有用かどうかを明らかにした上で、さらに我々の実験系において最適な培養条件の有無を検討する。特に分化誘導条件は我々が考えている手法の方が簡便で実施しやすく、再現性も高いと予想している。
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