研究課題
先行研究において、我々はLSD1阻害剤によって白血病細胞が分化誘導されること、複数の分化誘導遺伝子のスーパーエンハンサー(SE)が脱抑制されること、を発見した。そこで本研究の第一の目的は、造血分化に必須な遺伝子のSEが、LSD1によって選択的に抑制されることが白血病発症に重要であると仮設し、これを証明することとした。本年度は、先行研究で同定した造血分化に必須の転写因子GFI1のスーパーエンハンサー(SE)に注目して次の実験結果を行った。①白血病細胞株において、CRISPR/CAS9システムを用いてGFI1-SEのノックアウト細胞株を樹立した。②この細胞株にLSD1阻害剤で処理しても最早分化誘導は起らないことを確認した。③LSD1阻害剤添加後の遺伝子プロファイリング比較の結果、GFI1-SE-KOマウスでは白血病プログラムが維持されることを確認した。以上の結果は、GFI1-SEを一つ欠失するだけで、白血病細胞の薬剤による分化誘導が消失してしまうことを示しており、このSEが白血病維持に関わっている可能性を強く示唆する。本研究の第二の目的は、LSD1複合体を同定し、SEがLSD1によって抑制される詳細なメカニズムを明らかにすることとした。LSD1に対する免疫沈降産物を用いて、質量分析を行ったところ、既知のクロマチン調節因子の他に、これまでLSD1との結合が報告されていない造血に必須の転写因子が複数同定された。この結果は転写因子とLSD1が協調してSEの制御に働いている可能性が示唆された。
2: おおむね順調に進展している
当初計画の白血病細胞株でのスーパーエンハンサーノックアウト細胞の樹立と分化誘導実験はほぼ終了し、想定通りの結果が得られた。また質量分析によるLSD1複合体の同定も当初計画の通り進行し、候補となる転写因子の同定もできている。
今後は、GFI1-SEノックアウトマウスを作製し、白血病や骨髄異形成症候群を発症するか、もしくは造血幹細胞・前駆細胞の割合が多くなるか、好中球減少が認められるかなどin-vivoでの検討が重要となる。また、LSD1と同定した転写因子との結合領域の決定や、実際にSE上にこれら転写因子とLSD1がリクルートされているのか、など分子メカニズムのさらなる検討が必要である。
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