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中胚葉から発生する胚型血液細胞系譜と、血管内皮から発生する成体型血液細胞系譜という血液細胞発生の2つの分化系路の枠組みの中で、TAL1、GATA2、c-Myb、AML1などの転写因子が担っている階層的な役割を理解することを目的とし、胚性幹細胞(ES細胞)から中胚葉細胞および血管内皮細胞を経て血液細胞に至る試験管内分化系を用いて、特定の転写因子の強制発現がもたらす影響を解析した。
TAL1の発現誘導により、GATA1を発現する中胚葉細胞サブセットが特異的に増加することを見いだした。このサブセットは胚型血液細胞系譜の前駆細胞を含み、TAL1の強制発現は胚型血液前駆細胞の実数の増加をもたらした。しかし同時に、このサブセット中の血液前駆細胞の頻度自体は影響を受けないことも示された。これは、GATA1とTAL1がともに発現するだけでは中胚葉細胞を血液細胞系譜へ分化決定させるのに不十分であるということを示している。
GATA1、GATA2、c-Mybに関しても同様の検討を試みたが、これらの転写因子の強制発現はES細胞の分化・増殖の抑制に働くことが明らかになった。従って、特定の細胞系譜に特異的に遺伝子発現を誘導するシステムを開発する必要性が生じた。今年度は、血管内皮細胞に特異的に発現する遺伝子のプロモーター・エンハンサーの性格付けを行った。FLK1およびVE-カドヘリン遺伝子の転写調節領域は、いずれもES細胞の試験管内分化系で血管内皮細胞特異的にマーカー遺伝子の発現を誘導し、この領域を含むコンストラクトは有効な遺伝子ベクターになることが示唆された。今後、このベクターを用いて血管内皮細胞が血液細胞系譜に分化するプロセスを人為的に操作したいと考えている。
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