2019 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of ABO regulation through topological alteration of chromatin structure
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19H03916
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
小湊 慶彦 群馬大学, 大学院医学系研究科, 教授 (30205512)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
窪 理英子 群馬大学, 医学部, 技術職員 (40747127)
高橋 遥一郎 群馬大学, 大学院医学系研究科, 講師 (50640538)
佐野 利恵 群馬大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (70455955)
早川 輝 群馬大学, 大学院医学系研究科, 助教 (90758575)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | ABO式血液型 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．発現調節機構の解明；クロマチンはループ構造をとり、その内部で遺伝子発現が制御されることが明らかになってきた。クロマチンループ構造は連続的に変形しても性質が保たれることを考慮し、トポロジカル関連ドメイン(Topologically Associated Domain, TAD) と呼ばれる。ABO遺伝子周囲にはループ形成に基づくTAD A–Bが想定されている。ところで、ゲノム編集を用いて作製した、上皮細胞特異的エンハンサー（+22.6-kb site）を欠失する胃癌培養細胞KATOIIIではABO遺伝子と隣接するOBP2B遺伝子の発現が低下し、SURF6遺伝子発現は低下しなかったことから、上皮細胞ではABO遺伝子とOBP2B遺伝子が同一のTAD内に存在し、同一の転写制御を受けていることが明らかになってきた。現在は論文投稿準備中である。
２．ABO式血液型の遺伝子診断方法の確立；令和元年度には研究を実施していない。
３．白血病における血液型抗原減少や癌細胞における異所性Ａ抗原発現の原因解明；白血病患者における血液型抗原減少の原因解明を行った。白血病患者で、Ａ型抗原の減少が認められた患者３名の試料を用いて網羅的な遺伝子解析を行い、転写因子RUNX1、CEBPAに体細胞変異を見い出した。一方、白血病患者で、血液型抗原の減少が認められなかった患者８名の試料を用いて網羅的な遺伝子解析を行ったが、上記の転写因子に変異は認められなかった。前記の変異RUNX1やCEBPAを発現する蛋白発現ベクターを作成し、K562細胞に遺伝子導入し、ABO遺伝子の発現を調べる実験を実施している。
４．血液型抗原減少方法の開発；令和元年度には研究を実施していない。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
白血病における血液型抗原減少の原因解明を行った。白血病における血液型抗原減少やがん細胞におけるincompatible A出現の原因に関して多くの先行研究がある。白血病患者における血液型抗原減少はABO遺伝子プロモーターのメチル化が原因であるとの報告があるが、遺伝子発現調節の詳細が未解明であったことから、決定的な原因究明に至っていないのが実情であり、癌研究や臨床現場において未だに興味を持たれているテーマである。白血病患者で、Ａ型抗原の減少が認められた患者試料を用いて網羅的な遺伝子解析を行い、転写因子RUNX1に体細胞変異を見い出した。RUNX1はABO遺伝子の血球特異的なエンハンサーに結合し、機能することが知られており、その結合配列に変異があると、RUNX1がエンハンサーにおいて機能せず、血液型抗原が減少し亜型となることが知られている。そこで、その変異RUNX1を発現する蛋白発現ベクターを作成し、K562細胞に遺伝子導入したところ、ABO遺伝子の発現が低下した。一方、骨髄において赤血球系細胞を分離し、ABO遺伝子プロモーターのメチル化を調べたところ、メチル化は低頻度であり、ABO遺伝子プロモーターのメチル化がＡ型抗原減少の原因であると結論づけることは困難であった。以上より、白血病患者における血液型抗原減少の原因として、ABO遺伝子プロモーターのメチル化以外にも原因があることが示された。
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| Strategy for Future Research Activity |
①発現調節機構の解明；上皮細胞ではABO遺伝子とOBP2B遺伝子が同一のTAD内に存在し、同一の転写制御を受けていることを証明した論文を作成し、国際雑誌に投稿する。
②ABO式血液型の遺伝子診断方法の確立；令和２年度には研究を実施していない。
③白血病における血液型抗原減少や癌細胞における異所性Ａ抗原発現の原因解明；白血病患者における血液型抗原減少の原因解明をより積極的に実施する。白血病患者で、Ａ型抗原の減少が認められる患者試料を集めると同時に、白血病患者で、血液型抗原の減少が認められなかった患者の試料を集め、網羅的な遺伝子解析により、それらの体細胞変異を明らかにして、両群の比較から白血病における血液型抗原減少の原因を解明する。また、変異遺伝子の発現実験を加えることで、その説得性を高める。
④血液型抗原減少方法の開発；令和元年度には研究を実施していない。
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[Journal Article] RUNX1 mutation in a patient with myelodysplastic syndrome and decreased erythrocyte expression of blood group A antigen.2020
Author(s)
Hayakawa A, Sano R, Takahashi Y, Kubo R, Harada M, Omata M, Yokohama A, Handa H, Tsukada J, Takeshita H, Tsuneyama H, Ogasawara K, Kominato Y.
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Journal Title
Transfusion
Volume: 60
Pages: 184-196
DOI
Peer Reviewed
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