新規貧血モデルマウスの解析を通じた脱核・赤芽球分化機構の理解とその制御法の確立

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25670188
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 岡本 一男 東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (00436643)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 赤血球 / 遺伝子改変マウス / 貧血

研究実績の概要

本課題では、カルシウム結合タンパク質CaBPを造血細胞系列で特異的欠損させた遺伝子改変マウスの解析を通じて、[1] CaBPによる脱核及び赤血球分化制御の分子メカニズムを解明し、[2] CaBP及びその標的分子を制御することで、高効率の脱核誘導法の開発基盤を確立すること、を目指す。
I. 脱核・赤血球分化に必須のCaBP機能ドメインの特定:前年度に、CRISPR/Cas9法によりCaBP遺伝子を欠損させた赤白血病細胞株を樹立した。当該細胞株ならびに 胎仔肝由来の赤芽球前駆細胞を用いたin vitro培養系において、CaBPの各種ドメイン欠損変異体をretoviral vectorにより過剰発現させ、赤血球分化及び脱核制御を検討した。その結果、CaBP遺伝子内の必須機能ドメインを特定した。
II. 赤芽球を用いた網羅的トランスクリプトーム解析
造血細胞特異的CaBP遺伝子欠損マウスならびに野生型マウスの胎仔肝から単離精製した前赤芽球を用いて、網羅的トランスクリプトーム解析実施した。赤芽球分化に関わる種々の分化誘導因子存在下の条件で検討し、CaBP遺伝子欠損によって生じる赤芽球内の遺伝子発現変動を見出した。以上の結果からCaBP下流の遺伝子群を抽出し、CaBPが関与する細胞内シグナル経路を明らかにした。
III. CaBP結合タンパク質の探索
担体に固定化したCaBPタンパク質全長をベイトとして、胎仔肝由来前赤芽球のタンパク質溶出液を用いてPull-down assayを行い、CaBP結合タンパク質をABSCIEX社 四重極飛行時間型質量分析装置TripleTOF™5600により解析を行った。同定されたCaBP結合候補因子については、MEL細胞株ならびに胎仔肝由来前赤芽球に遺伝子導入し、脱核・赤血球分化誘導に対する効果を検討した。以上の解析より、赤芽球内におけるCaBP機能に関与する結合分子の機能解析を実施し、IIの細胞内シグナル経路との関連性を検証した。

研究成果

• [雑誌論文] Genome-wide comprehensive analysis reveals critical cooperation between Smad and c-Fos in RANKL-induced osteoclastogenesis (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasunori Omata, Tetsuro Yasui, Jun Hirose, Naohiro Izawa, Yuuki Imai, Takumi Matsumoto, Hironari Masuda, Naoto Tokuyama, Shuichi Tsutsumi, Takanori Fujita, Hisataka Yasuda, Kazuo Okamoto, Hiroshi Takayanagi, Atsuhiko Hikita, Takeshi Imamura, Koichi Matsuo, Taku Saito, Yuho Kadono, Hiroyuki Aburatani, and Sakae Tanaka
  • 雑誌名: J Bone Miner Res 巻: 30 ページ: 869-877
  • DOI: 10.1002/jbmr.2418
  • 査読あり
• [雑誌論文] Immune complexes regulate bone metabolism through FcRγ signaling (2015)
  • 著者名/発表者名: Takako Negishi-Koga, Hans-Jürgen Gober, Eriko Sumiya, Noriko Komatsu, Kazuo Okamoto, Shinichiro Sawa, Ayako Suematsu, Tomomi Suda, Kojiro Sato, Toshiyuki Takai & Hiroshi Takayanagi
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 6 ページ: 6637
  • DOI: 10.1038/ncomms7637.
  • 査読あり
• [学会発表] Regulation of osteoclastogenesis and erythropoiesis by the EF-hand protein, Efp (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡本一男
  • 学会等名: 第3回 Osteoclast Biology Meeting
  • 発表場所: 長野
  • 年月日: 2015-02-12
• [学会発表] 骨細胞除去マウスの免疫細胞への影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 寺島 明日香、岡本 一男、中島 友紀、高柳 広
  • 学会等名: 第1回日本骨免疫会議
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 2014-07-04
• [学会発表] Foxp3陽性T細胞から分化したTh17細胞の自己免疫性関節炎における重要性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小松 紀子、岡本 一男、澤 新一郎、中島 友紀、田中 栄、高柳 広
  • 学会等名: 第35回日本炎症・再生医学会
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 2014-07-02
• [学会発表] T細胞上のRANKLは、実験的自己免疫性脳脊髄炎におけるT細胞の中枢神経組織浸潤に関わる (2014)
  • 著者名/発表者名: Guerrini Matteo、岡本 一男、中島 友紀、高柳 広
  • 学会等名: 第35回日本炎症・再生医学会
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 2014-07-02
• [学会発表] EF-handタンパク質を介した破骨細胞分化と赤血球生成制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡本 一男、林 幹人、中島 友紀、高柳 広
  • 学会等名: 第35回日本炎症・再生医学会
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 2014-07-01
• [学会発表] 大腿骨損傷後の骨再生におけるIL-17産生T細胞の役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小野 岳人、岡本 一男、高柳 広
  • 学会等名: 第35回日本炎症・再生医学会
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 2014-07-01
• [学会発表] Pathogenic conversion of Foxp3+ T cells into TH17 cells in autoimmune arthritis (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Komatsu, K. Okamoto, S. Sawa, T. Nakashima, M. Oh-hora, T. Kodama, S. Tanaka, J.A. Bluestone, and H. Takayanagi
  • 学会等名: 5th International Conference on Osteoimmunology: Interactions of the Immune and Skeletal Systems
  • 発表場所: Kos, Greece
  • 年月日: 2014-06-17
• [学会発表] RANKL licenses T lymphocytes to enter into the central nervous system in experimental autoimmune encephalomyelitis (2014)
  • 著者名/発表者名: M.M. Guerrini, K. Okamoto, T. Nakashima, and H. Takayanagi
  • 学会等名: 5th International Conference on Osteoimmunology: Interactions of the Immune and Skeletal Systems
  • 発表場所: Kos, Greece
  • 年月日: 2014-06-17
• [学会発表] Regulation of erythropoiesis by an EF-hand protein identified as a regulator of osteoclastogenesis (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Okamoto, M. Hayashi, T. Nakashima, and H. Takayanagi
  • 学会等名: 5th International Conference on Osteoimmunology: Interactions of the Immune and Skeletal Systems
  • 発表場所: Kos, Greece
  • 年月日: 2014-06-17