単一転写因子の発現量の違いによる単球と樹状細胞の分化制御

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K21271
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 黒滝 大翼 横浜市立大学, 医学部, 講師 (10568455)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 血球分化 / 単球 / 樹状細胞 / 転写因子 / エンハンサー

研究実績の概要

ここまでの研究の結果、GMP・MDP・cMoP・CDP・単球・DCにおけるH3K27acのChIP-seqデータを取得することができた（Kurotaki et al. Cell Rep 2018）。単球及びDCの分化・機能に重要な転写因子を新たに同定するために、その細胞の性質を担う遺伝子の近傍に存在するとされるスーパーエンハンサー（SE）について解析を行った。その結果、単球においては40個、DCにおいては33個の転写因子遺伝子にSEが存在することがわかった。興味深いことにこれらSE近傍の転写因子にはこれまでに単球・DCの分化に必要であることが報告されている遺伝子がほとんど全て含まれていた。一方で、このうちの3分の2は単球・DCの分化における機能がわかっていない転写因子であった。そこでこれら転写因子の機能を生体内において評価するために、Cas9ノックインマウスを用いて生体内ノックアウトシステムの実験系の確立を行った。Cas9ノックインマウスの骨髄から造血幹細胞を分離し、単球・DCの分化に必須の転写因子であるIrf8に対するgRNAを強制発現させてマウスに移植したところ、DCの分化が損なわれることがわかった。次に、単球特異的なSE近傍の転写因子Mef2aについても同様の実験を行ったが、単球の分化に影響がないことがわかった。
IRF8によるDC分化制御の分子メカニズムの詳細を理解するために、IRF8-GFPキメラノックインマウスを解析したところ、造血早期の前駆細胞であるLMPPにおいて弱くIRF8が発現することがわかった。興味深いことにこのIRF8陽性LMPPはDCに偏った分化能を有しており、単球はほとんど産生しなかった。以上の結果から上流の前駆細胞で弱く発現するIRF8がDCへの運命決定に重要であることが明らかになった（Kurotaki et al. Blood 2019）。

備考

本研究者らのBlood誌の論文がPlenary paperに選ばれ、Blood Commentariesにも取り上げられた

研究成果

• [国際共同研究] National Institutes of Health(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: National Institutes of Health
• [国際共同研究] Ghent University(ベルギー)
  • 国名: ベルギー
  • 外国機関名: Ghent University
• [雑誌論文] Cooperation of PU.1 with IRF8 and NFATc1 defines chromatin landscapes during RANKL‐induced osteoclastogenesis (2019)
  • 著者名/発表者名: Izawa N, Kurotaki D, Nomura S, Fujita T, Omata Y, Yasui T, Hirose J, Matsumoto T, Saito T, Kadono Y, Okada H, Miyamoto T, Tamura T, Aburatani H, Tanaka S
  • 雑誌名: Journal of Bone and Mineral Research 巻: Epub ahead of print ページ: e3689
  • DOI: 10.1002/jbmr.3689
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epigenetic control of early dendritic cell lineage specification by the transcription factor IRF8 in mice (2019)
  • 著者名/発表者名: Kurotaki D, Kawase W, Sasaki H, Nakabayashi J, Nishiyama A, Morse HC III, Ozato K, Suzuki Y, Tamura T
  • 雑誌名: Blood 巻: 133 ページ: 1803～1813
  • DOI: 10.1182/blood-2018-06-857789
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 転写因子IRF8によるミエロイド細胞分化のエピジェネティック制御 (2019)
  • 著者名/発表者名: 黒滝 大翼
  • 学会等名: 第148回 NIH金曜会
  • 招待講演
• [学会発表] 転写因子IRF8による単核貪食細胞分化のエピジェネティック制御 (2018)
  • 著者名/発表者名: 黒滝 大翼, 中林 潤, 川瀬 航, 西山 晃, 田村 智彦
  • 学会等名: 第14回 麒麟塾
  • 招待講演
• [学会発表] Epigenetic control of early dendritic cell lineage specification by the transcription factor IRF8 (2018)
  • 著者名/発表者名: Kurotaki D, Kawase W, Sasaki H, Nakabayashi J, Nishiyama A, Morse HC III, Ozato K, Suzuki Y, Tamura T
  • 学会等名: Genetics and Epigenetics of Development Affinity Group Meeting
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 横浜市立大学プレスリリース
  • URL: https://www.yokohama-cu.ac.jp/amedrc/news/201902kurotaki.html
• [備考] 横浜市立大学医学部免疫学ホームページ
  • URL: http://www-user.yokohama-cu.ac.jp/~immunol/