プロテオーム解析に基づいた先天性好中球減少症における小胞体ストレス発症機構の解明

2022 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 21K15905
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 溝口 洋子 広島大学, 医系科学研究科(医), 助教 (30750533)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 好中球減少症 / ELANE異常症 / 小胞体ストレス

研究実績の概要

１年目においては、プロテオーム解析で示された結果の正確性について、先天性好中球減少症(CN)患者の好中球を用いて、実際にGSTP1の低下及び小胞体ストレス(UPR)亢進 が認められるか、immunoblotting法を用いて検証を行った。ELANE異常症、SRP54異常症、周期性好中球減少症のすべてのCN患者において、GSTP1の低下と、UPRの指標であるBipの上昇を認めた。またUPR以外の他のアポトーシス関連因子についても検討を行った結果、発現上昇を認めた。これらはプロテオーム解析で得られた結果と同等の結果であった。次に正常iPS細胞を用いてCRIPR/Cas9法によるGSTP1遺伝子の遺伝子破壊を施行し、CNにみられる好中球分化障害が認められるか検討を行ったが、分化障害はみられなかった。GSTP1の単独欠損のみでは好中球分化へ影響がないことが示されたため、さらなる分子学的病態について解析を行うため、ELANE異常症患者由来iPS細胞(CN-iPSC)において、ELANE遺伝子をCRIPR/Cas9法を用いて遺伝子破壊を行い(CN-iPSC-NE KO)、好中球分化障害に改善が得られるか検討したところ、分化障害の改善を認めた。２年目において、CN-iPSC、CN-iPSC-NE KO、正常iPSC由来好中球前駆細胞をsortし、RNA-seqを施行した結果、CN-iPSC、CN-iPSC-NE KOの間で主にanti-oxidant経路の遺伝子量のdysregulationが認められた。CNの病態にUPR関連(Bip, Chop, ATF4)のみならず、酸化ストレスが関わっていることが示唆された。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

1年目にGSTP1遺伝子の破壊による好中球分化障害がみられなかったことで研究計画の修正を余儀なくされたため。2年目以降は順調に経過している。

今後の研究の推進方策

RNA-seqの解析により抗酸化関連分子のdysregulationが主に認められたことから、小胞体ストレスやアポトーシスに関連する分子のみならず、抗酸化に関わる病態経路について薬剤を用いて探索を行いさらなる病態解明につなげたい。

次年度使用額が生じた理由

１年目においてGSTP1の単独欠損のみでは好中球分化へ影響がないことが示されたため、研究計画の遅延が生じた。２年目において、CN-iPSC、CN-iPSC-NE KO、正常iPSC由来好中球前駆細胞をsortし、RNA-seqを施行した結果、CN-iPSC、CN-iPSC-NE KOの間で主にanti-oxidant経路の遺伝子量のdysregulationが認められ、CNの病態にUPR関連(Bip, Chop, ATF4)のみならず、酸化ストレスが関わっていることが示唆されたたため、これらの分子病態について、薬剤を用いた評価を行う予定である。WBの抗体及び薬剤の購入を予定している。

研究成果

• [雑誌論文] Human genetic defects in SRP19 and SRPRA cause severe congenital neutropenia with distinctive proteome changes (2023)
  • 著者名/発表者名: Linder Monika、Mizoguchi Yoko、Hesse Sebastian、 et al.
  • 雑誌名: Blood 巻: 141 ページ: 645～658
  • DOI: 10.1182/blood.2022016783
• [雑誌論文] Human T-bet governs the generation of a distinct subset of CD11chighCD21low B cells (2022)
  • 著者名/発表者名: Yang R, Avery DT, Jackson KJL, Ogishi M, Benhsaien I, Du L, Ye X, Han J, Rosain J, Peel JN, Alyanakian MA, Neven B, Winter S, Puel A, Boisson B, Payne KJ, Wong M, Russell AJ, Mizoguchi Y, . et al.
  • 雑誌名: Science Immunology 巻: 7 ページ: 3277-3290
  • DOI: 10.1126/sciimmunol.abq3277
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Neutralizing Type I Interferon Autoantibodies in Japanese Patients with Severe COVID-19 (2022)
  • 著者名/発表者名: Eto S, Nukui Y, Tsumura M, Nakagama Y, Kashimada K, Mizoguchi Y, et al.
  • 雑誌名: Journal of Clinical Immunology 巻: 42 ページ: 1360～1370
  • DOI: 10.1007/s10875-022-01308-3
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Mendelian susceptibility to mycobacterial diseases: state of the art (2022)
  • 著者名/発表者名: Noma Kosuke、Mizoguchi Yoko、Tsumura Miyuki、Okada Satoshi
  • 雑誌名: Clinical Microbiology and Infection 巻: 28 ページ: 1429～1434
  • DOI: 10.1016/j.cmi.2022.03.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] HAX1-dependent control of mitochondrial proteostasis governs neutrophil granulocyte differentiation (2022)
  • 著者名/発表者名: Fan Yanxin、Murgia Marta、Linder Monika I.、Mizoguchi Yoko、Wang Cong、Lyszkiewicz Marcin、Zietara Natalia、Liu Yanshan、Frenz Stephanie、Sciuccati Gabriela、Partida-Gaytan Armando、Alizadeh Zahra、Rezaei Nima、Rehling Peter、Dennerlein Sven、Mann Matthias、Klein Christoph
  • 雑誌名: Journal of Clinical Investigation 巻: 132 ページ: 1-18
  • DOI: 10.1172/JCI153153
  • 査読あり
• [学会発表] 小児血友病患者における関節症予防のために定期的な関節超音波評価の重要性 (2022)
  • 著者名/発表者名: 溝口洋子
  • 学会等名: 日本小児血液・がん学会