研究課題
本研究の目的は、正常造血幹細胞と白血病幹細胞(Oncogenic-stressにさらされた造血幹細胞)の両者におけるヒストンH3K27の脱メチル化酵素Jmjd3の生物学的機能の解析である。正常造血幹細胞と白血病幹細胞の両者における Jmjd3 を介した細胞内情報伝達機構を解明するとともに、併せて標的遺伝子を明らかにする。そして、白血病幹細胞を標的とした白血病治療開発に繋げることを目指す。申請者らはJmjd3の造血細胞における機能を明らかにするために、後天的誘導可能に Jmjd3 を欠損させるコンディショナルノックアウト(cKO)マウスを作製し、解析を行った。Jmjd3はヒストンH3K27の脱メチル化により、遺伝子の発現を調節し、細胞機能に関与すると考えられている。Jmjd3の機能を解明するために、次世代シークエンサーを用いて網羅的な遺伝子発現の変化を解析し、Jmjd3の欠損によって発現量が変化する遺伝子の探索を行った。そして、造血幹細胞におけるJmjd3の標的遺伝子の同定を試みた。その結果、正常造血幹細胞において大幅に発現量が変化している遺伝子を同定することはできなかった。さらにある特定の機能を持った遺伝子群の発現変化を比較するGSEA解析を行ったが、有意に発現が変化した遺伝子群は認められなかった。この結果はJmjd3がストレス状態で機能する遺伝子であると仮定すると、予想通りの結果とも考えられる。今後、白血病幹細胞において同様の解析を行い、Oncogenic-stress状態でのJmjd3の欠損に伴う遺伝子発現の変化を明らかにする予定である。
2: おおむね順調に進展している
正常造血幹細胞において大幅に発現量が変化している遺伝子を同定することはできなかったが、この結果はJmjd3がストレス状態で機能する遺伝子であると仮定すると、予想通りの結果とも考えられる。今後、白血病幹細胞において同様の解析を行い、Oncogenic-stress状態でのJmjd3の欠損に伴う遺伝子発現の変化を明らかにする予定である。
これまでの結果から、Jmjd3 は正常造血幹細胞よりも骨髄移植ストレスやOncogenic-stress(がん遺伝子によるストレス)にさらされた造血幹細胞で重要な役割を担っている可能性が強く示唆された。次世代シークエンサーを用いて造血幹細胞と白血病幹細胞における網羅的な遺伝子発現の変化を解析し、Oncogenic-stress状態におけるJmjd3の標的遺伝子の同定を試みる。また、Jmjd3は、造血器腫瘍である骨髄異形成症候群において発現上昇が報告されており、その過剰発現が腫瘍発症に関与する可能性が推測される。この可能性を検討する目的で、申請者らは造血組織において誘導可能に Jmjd3を高発現するマウスを作製した。このマウスは、Jmjd3の高発現を誘導後4週間で脾臓の肥大化が確認された。さらにレトロウイルス感染による二次的な遺伝子変異を誘導した結果、コントロールマウスは生存曲線に変化がなかったのに対して、Jmjd3を高発現するマウスのほとんどが 生後1年以内に急性白血病を発症して死亡した。これらの結果からJmjd3の発現上昇が腫瘍発症に促進的に働く可能性が強く示唆された。今後、腫瘍細胞からマウスのゲノムDNAを抽出し、ウイルスの配列に特異的なプライマーを用いPCRを行い、ウイルス挿入部位を特定する。これによりJmjd3の高発現と協調的に作用し、腫瘍発症に促進的にはたらく遺伝子の同定を行う予定である。
すべて 2016 2015
すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件)
Oncogene
巻: 印刷中 ページ: 印刷中
10.1038/onc.2015.519.
Blood
巻: 125(22) ページ: 3437-3446
10.1182/blood-2014-03-562694.
