赤血球と巨核球系列の分化を規定する転写因子群とサイトカイン

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08670162
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 峯岸 直子 筑波大学, 基礎医学系, 講師 (40271895)
• 研究分担者: 山本 雅之 筑波大学, 基礎医学系, 教授 (50166823) ; 林 典夫 東北大学, 医学部, 教授 (00004606)
• キーワード: GATA-2 / GATA-1 / NF-E2p45 / 巨核球 / 赤血球 / 造血幹細胞 / エリスロポエチン / トロンボポエチン

研究概要

血液細胞の分化に関わる種々のシグナルは系列特異的な形質を規定する遺伝子群の発現に集約され、それらの発現を調節する転写因子は血液細胞の分化の鍵を握ると考えられる。赤血球、巨核球系の細胞の分化に働く転写因子を明らかにすることが本研究の目的である。
まず、ヒト白血病由来サイトカイン依存性細胞株にトロンボポエチン(TPO)受容体(MPL)を導入し、TPOにより巨核球系へ分化し、エリスロポエチン(EPO)により赤血球系へ分化するM-TAT/MPL細胞を作成した。それぞれのサイトカインの添加により、GATA-1やNF-E2など赤血球系、巨核球系への分化に必須な転写因子の発現量が変化するか否かを検討したが、M-TAT/MPL細胞はTPO,EPO添加以前よりそれらを発現しており、明らかな発現量の変化は認めなかった。
次に、マウスGATA-2遺伝子の転写調節機構の解析を行った。GATA-2は造血幹細胞に働き、すべての血液細胞に必須の転写因子であるとされている。また、赤血球系、巨核球系の最終分化にはGATA-2の発現が抑制され、同じ配列に結合するGATA-1の発現が優位になることが必要とされている。われわれはこのようなGATA-2の発現の調節が2つのプロモーターと第一エクソンの使い分けによって行われていることを明らかにした。さらに、ヒトとカエルに共通なCCAAT配列を持つIGプロモーターより5kbp上流にあるISプロモーターが、血液細胞と神経細胞におけるGATA-2の発現に特異的に働いていることをRT-PCRおよびトランスジェニックマウスによる解析により明らかにした。また、ISプロモーターの活性を担う部分を同定し、その塩基配列への蛋白質の結合を証明した。

研究成果

• [文献書誌] Minegishi,N.et al.: "Alternative Promoters regulate transcription of the mouse GATA-2 gene." J.Biol.Chem.273. 3625-3634 (1998)
• [文献書誌] Minegishi,N.et al.: "Expression of GATA transcription factors in myelogenous and lymphoblastic leukemia cells." Int.J.Hematol.65. 239-249 (1997)
• [文献書誌] Nagai,T.et al.: "Regulation of NF-E2 activity in erythroleukemia cell differentiation." J.Biol.Chem.(in press).
• [文献書誌] Onodera,K.et al.: "GATA-1 transcription is controlled by distinct regulatory mechanisms during primitive and definitive erythropoiesis." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 94. 4487-4492 (1997)
• [文献書誌] Imagawa,S.et al.: "Negative regulation of the erythropoietin gene expression by the GATA transcription factors." Blood. 89. 1430-1439 (1997)
• [文献書誌] Takahashi,S.: "Arrest in erythroid cell development by promoter-specific disruption of GATA-1 gene." J.Biol.Chem.272. 12611-12615 (1997)