2019 Fiscal Year Annual Research Report
Study for self-renewal in human hematopoietic stem cells by genome wide epigenetic analysis
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17K09899
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
高山 直也 千葉大学, 大学院医学研究院, 講師 (10584229)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ヒト造血幹細胞 / オープンクロマチン解析 / CTCF / 静止期 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者らが開発してきた最新の高純化法により、造血幹細胞を含むヒト血液細胞集団を純化し、網羅的な解析(bulk ATAC sequence, single cell ATAC sequence解析、RNA sequence解析)を行なった結果をもとに、造血幹細胞増幅に関わる因子の探索を推進している。現在までに、造血幹細胞と他の前駆細胞集団を差別化するクロマチン状態を世界に先駆けて同定した。この特徴的なクロマチンサイトにはCTCFの結合サイトが濃縮されており、遺伝子ノックダウン実験から、CTCFがヒト造血幹細胞特異的な静止期を逸脱し、分化開始を制御しているマスター因子であることを見出している。
本研究では、CTCFを含めエピゲノム解析から得られている候補遺伝子の自己複製制御機構を明らかにすることを目指している。R元年度は、以下の結果が得られた。
①CTCFの候補因子群をレンチウイルスによるノックダウン法によりスクリーニンングした結果、遺伝子Xを同定した。②この遺伝子は臍帯血由来造血幹細胞で最も高発現しており、多能性前駆細胞から下流の前駆細胞へと分化する過程で、減少していく。③造血幹細胞においてCTCFをノックダウンすると、遺伝子Xの発現が上昇する。④遺伝子Xをノックダウンすると、これまでのin vitroの検証では有意に造血幹細胞分画は減少する。以上の結果から、幹細胞制御への関与が強く疑われた。
造血幹細胞の証明には、マウスへの造血幹細胞移植による長期骨髄再建能の評価が必須であるため、今後は免疫不全マウスへの移植実験によるin vivoでの幹細胞動態を評価する。さらに、in vitroの結果から得られている造血幹細胞減少が、分化促進、細胞死、老化のいずれの関与も考えられるため、コロニー形成能、アポトーシス解析、細胞周期の解析を行い、機序の解明を目指す。
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