赤血球分化における転写因子IRX1の機能の解明

本研究は、ダウン症関連急性巨核芽球性白血病で遺伝子変異が認められた、転写因子IRX1の赤血球分化における機能を明らかにすることを目的に開始された。IRX1と血液疾患・造血との関連はこれまで知られていなかったが、われわれが行った本研究前の予備実験の段階で、IRX1を強制発現させた細胞株では①細胞周期が停止し②RNA-Seqのデータを基にしたGO解析により赤血球系特異的遺伝子である複数のHb遺伝子の発現上昇を確認していたことに端を発する。本研究では、まずこの事象が他の実験系でも起こることを確認した。それは、①IRX1を過剰発現させた細胞株をある環境下で培養した際に赤色へ変化することが確認されたこと（ヘモグロビン産生が示唆される）、②ゼブラフィッシュを用いた系においてIRX1をノックダウンした場合、赤血球の産生障害が認められたこと、である。ついでその機序を解明すべく、①IRX1過剰発現細胞株を用いたChIP-Seqや、②レンチウイルスベクターでIRX1の発現を落としたヒト赤血球前駆細胞株/CD34陽性細胞で赤血球造血が阻害されるかどうか、など各種実験を行ったが、残念ながら現時点でIRX1がどのような機序で赤血球造血に関与しているかは明らかにできていない。一方で、IRX1過剰発現させた細胞とさせていない細胞においてGSEA解析をおこなったところ、IRX1を過剰発現させた場合にMYC/E2F経路に関連する遺伝子がダウンレギュレーションしていることが判明した。ダウン症関連急性巨核芽球性白血病で変異が認められた遺伝子はIRX1のほかに複数存在するが、それら遺伝子の強制発現細胞株でも同様の結果が得られ、ダウン症関連急性巨核芽球性白血病の治療標的になるかもしれない新規の知見が得られた。

本研究は、ダウン症関連急性巨核芽球性白血病で遺伝子変異が認められた、転写因子IRX1の赤血球分化における機能を明らかにすることを目的に開始された。IRX1と血液疾患・造血との関連はこれまで知られていなかったが、われわれが行った本研究前の予備実験の段階で、IRX1を強制発現させた細胞株では①細胞周期が停止し②RNA-Seqのデータを基にしたGO解析により赤血球系特異的遺伝子である複数のHb遺伝子の発現上昇を確認していたことに端を発する。本研究では、まずこの事象が他の実験系でも起こることを確認した。それは、①IRX1を過剰発現させた細胞株をある環境下で培養した際に赤色へ変化することが確認されたこと（ヘモグロビン産生が示唆される）、②ゼブラフィッシュを用いた系においてIRX1をノックダウンした場合、赤血球の産生障害が認められたこと、である。ついでその機序を解明すべく、①IRX1過剰発現細胞株を用いたChIP-Seqや、②レンチウイルスベクターでIRX1の発現を落としたヒト赤血球前駆細胞株/CD34陽性細胞で赤血球造血が阻害されるかどうか、など各種実験を行ったが、残念ながら現時点でIRX1がどのような機序で赤血球造血に関与しているかは明らかにできていない。一方で、IRX1過剰発現させた細胞とさせていない細胞においてGSEA解析をおこなったところ、IRX1を過剰発現させた場合にMYC/E2F経路に関連する遺伝子がダウンレギュレーションしていることが判明した。ダウン症関連急性巨核芽球性白血病で変異が認められた遺伝子はIRX1のほかに複数存在するが、それら遺伝子の強制発現細胞株でも同様の結果が得られ、ダウン症関連急性巨核芽球性白血病の治療標的になるかもしれない新規の知見が得られた。