東北大、赤血球分化開始の分子機構を解明

発表日:2017年2月7日

赤血球分化開始の分子機構を解明

‐赤血球分化誘導因子の脱抑制が鍵‐

【研究のポイント】

・赤血球誘導因子GATA1の発現が、造血幹細胞で抑制される分子機構を見いだしました。また、造血幹細胞におけるGATA1発現の脱抑制によって、赤血球分化が開始することを実証しました。

・改変したGata1遺伝子の制御領域を用いて、造血幹細胞でDNA組換え酵素Creを誘導するマウスを樹立しました。このマウスは造血幹細胞における効率的な遺伝子組換えを可能にしました。

【研究概要】

東北大学大学院 医学系研究科の于 磊（う れい）博士研究員（医化学分野）、森口 尚（もりぐち たかし）前講師（医化学分野、現東北医科薬科大学 教授）、鈴木 未来子（すずき みきこ）講師（ラジオアイソトープセンター）、山本 雅之（やまもとまさゆき）教授（医化学分野、兼東北メディカル・メガバンク機構 機構長）らのグループは、赤血球の分化誘導因子であるGATA1発現の脱抑制が赤血球分化を開始させる鍵となっていることを明らかにしました。

赤血球は、すべての血球へ分化することができる造血幹細胞（注1）から分化します。GATA1は、赤血球の正常な分化に必要な遺伝子群の発現を活性化する転写因子（注2）であり、GATA1の発現が開始することが赤血球分化の引き金となっています。しかしながら、GATA1の発現が、どのような機構によって誘導されるのかは分かっていませんでした。本研究では、Gata1遺伝子の発現が、造血幹細胞において抑制されるために重要なDNA上の領域を見いだしました。また、この領域を介した抑制は、エピゲノム制御（注3）によるものであることを明らかにしました。さらに、その抑制が外れること（脱抑制）でGATA1が発現し、赤血球分化が開始することを実証しました。GATA1発現の異常は白血病の原因となることが知られており、本研究成果は赤血球分化の理解のみならず、白血病の治療法開発にも繋がることが期待されます。

また本研究では、改変したGata1遺伝子の制御領域を活用し、造血幹細胞で特異的にDNA組換え酵素を誘導するマウスを樹立しました。このマウスは造血幹細胞における効率的な遺伝子組換えを可能にし、造血幹細胞および血球全般における遺伝子の機能解析に広く応用できます。本研究成果は、2017年1月9日に米国科学雑誌「Molecular and Cellular Biology」（オンライン版）に掲載されました。本研究は、文部科学省 科学研究費補助金などの支援を受けて行われました。

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http://release.nikkei.co.jp/attach_file/0435743_01.pdf