転写因子GATA-2による造血微小環境の維持機構の解明

2017 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 16K09819
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 沖津 庸子 東北大学, 大学病院, 助教 (80451558)
• 研究期間 (年度): 2016-01-27 – 2020-03-31
• キーワード: GATA-2 / 間葉系幹細胞 / 再生不良性貧血

研究実績の概要

我々は間葉系幹細胞におけるGATA-2の発現低下が造血幹細胞の支持能を低下させうることをin vitroの検討により見出した。そこで本研究計画では、間葉系幹細胞特異的Gata2ノックアウトマウスの解析を通じて、間葉系幹細胞でGATA-2の発現低下を呈することが知られている再生不良性貧血の病態の一端を解明することを目的とした。
平成２９年度は、マウス間葉系幹細胞において高発現しているとされるNestin、Prrx1、Lepr遺伝子の制御下にCre-loxPシステムを用いてGata2をノックアウトさせるマウス（Nestin-Cre-ER; Gata2flox/floxマウス、Prrx1-Cre; Gata2flox/floxマウス、Lepr-Cre; Gata2flox/floxマウス）をそれぞれ樹立し、血算・造血幹細胞比率・コロニーアッセイ・骨髄の病理学的検討を行ったが、いずれにおいても明らかな形質の違いを認めなかった。
上記の結果より、１つの間葉系幹細胞マーカーでは骨髄内全ての間葉系幹細胞をカバーするのは不十分であると考え、正常マウス由来の骨髄細胞をGata2コンディショナルノックアウトマウスに移植し、生着後にGata2をノックアウトさせる事で、より広く造血微小環境のGata2を欠損する環境を作成した。その結果、Gata2のノックアウトにより、対照と比較して骨髄球性共通前駆細胞（common myeloid progenitor：CMP）の割合の有意な低下とリンパ系共通前駆細胞(common lymphoid progenitor: CLP)の増加傾向(p = 0.08)を認めた（Hasegawa et al. Experimental Hematology 2017)。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初計画したNestin、Prrx1、Lepr遺伝子の制御下にCre-loxPシステムを用いてGata2をノックアウトさせるマウス（Nestin-Cre-ER; Gata2flox/floxマウス、Prrx1-Cre; Gata2flox/floxマウス、Lepr-Cre; Gata2flox/floxマウス）においては期待した結果が得られなかったものの、正常マウス由来の骨髄細胞をGata2コンディショナルノックアウトマウスに移植し、生着後にGata2をノックアウトさせる事で、より広く造血微小環境のGata2を欠損する環境を作成することで、in vivoの間葉系幹細胞の造血支持におけるGATA-2の重要性を示唆する結果を得たため。
今後、Nestin-ER-Cre、Prrx1-Cre、Lepr-Creの複数のプロモーターの組み合わせの制御下にGata2を欠損させるマウスの構築を進めており、平成30年度中に解析を終了させる事を目指している。

今後の研究の推進方策

正常マウス由来の骨髄細胞をGata2コンディショナルノックアウトマウスに移植し、生着後にGata2をノックアウトさせるという実験系では、造血系細胞以外の全ての細胞におけるGata2を欠損させるため、間葉系幹細胞以外の細胞におけるGata2の欠損の影響も否定できない。また移植の実験では、Gata2ノックアウト後の長期における観察が困難である。そこで現在、Nestin-ER-Cre、Prrx1-Cre、Lepr-Creの複数のプロモーターの組み合わせの制御下にGata2を欠損させるマウスの構築を進めている。

研究成果

• [雑誌論文] Establishment of a Screening System to Identify Novel GATA-2 Transcriptional Regulators (2018)
  • 著者名/発表者名: Ohashi K, Fujiwara T, Onodera K, Saito Y, Ichikawa S, Kobayashi M, Okitsu Y, Fukuhara N, Onishi Y, Harigae H.
  • 雑誌名: The Tohoku Journal of Experimental Medicine 巻: 244(1) ページ: 41-52
  • DOI: 10.1620/tjem.244.41
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dynamics of absorption, metabolism, and excretion of 5-aminolevulinic acid in human intestinal Caco-2 cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Saito K, Fujiwara T, Ota U, Hatta S, Ichikawa S, Kobayashi M, Okitsu Y, Fukuhara N, Onishi Y, Ishizuka M, Tanaka T, Harigae H
  • 雑誌名: Biochemistry and Biophysics Reports 巻: 11 ページ: 105-111
  • DOI: 10.1016/j.bbrep.2017.07.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of in vivo deletion of GATA2 in bone marrow stromal cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa S, Fujiwara T, Okitsu Y, Kato H, Sato Y, Fukuhara N, Onishi Y, Shimizu R, Yamamoto M, Harigae H.
  • 雑誌名: Experimental Hematology 巻: 56 ページ: 31-45
  • DOI: 10.1016/j.exphem.2017.08.004
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A novel heterozygous ALAS2 mutation in a female with macrocytic sideroblastic anemia resembling myelodysplastic syndrome with ring sideroblasts: a case report and literature review (2017)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara T, Fukuhara N, Ichikawa S, Kobayashi M, Okitsu Y, Onishi Y, Furuyama K, Harigae H
  • 雑誌名: Annals of Hematology 巻: 96(11) ページ: 1955-1957
  • DOI: 10.1007/s00277-017-3106-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Forced FOG1 expression in erythroleukemia cells: Induction of erythroid genes and repression of myelo-lymphoid transcription factor PU.1 (2017)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara T, Sasaki K, Saito K, Hatta S, Ichikawa S, Kobayashi M, Okitsu Y, Fukuhara N, Onishi Y, Harigae H.
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 485(2) ページ: 380-387
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2017.02.068
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact of TET2 deficiency on iron metabolism in erythroblasts. (2017)
  • 著者名/発表者名: Inokura K, Fujiwara T, Saito K, Iino T, Hatta S, Okitsu Y, Fukuhara N, Onishi Y, Ishizawa K, Shimoda K, Harigae H.
  • 雑誌名: Experimental Hematology 巻: 49 ページ: 56-67
  • DOI: 10.1016/j.exphem.2017.01.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Lysophosphatidic Acid Receptors 1 and 3 Axis Governs Cellular Senescence of Mesenchymal Stromal Cells and Promotes Growth and Vascularization of Multiple Myeloma (2017)
  • 著者名/発表者名: Kanehira M, Fujiwara T, Nakajima S, Okitsu Y, Onishi Y, Fukuhara N, Ichinohasama R, Okada Y, Harigae H.
  • 雑誌名: Stem Cells 巻: 35(3) ページ: 739-753
  • DOI: 10.1002/stem.2499
  • 査読あり
• [学会発表] Six cases of acquired hemophilia: Aingle center experience. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ichikawa S, Okitsu Y, Fukuhara N, Ono K, Himuro M, Hatta S, Kobayashi M, Onodera K, Kohata K, Yamamoto J, Onishi Y, Fujiwara M, Harigae H.
  • 学会等名: 第79回日本血液学会学術集会
• [備考] 東北大学血液・免疫病学分野
  • URL: http://www.rh.med.tohoku.ac.jp/index.html