次世代シーケンシングによるHmga2の骨形成制御機構の解明

構造的転写因子High mobility group A2（Hmga2）遺伝子は幹細胞や腫瘍細胞に発現する遺伝子として知られているが、Hmga2ノックアウト（KO）マウスでは骨と体脂肪の形成が著しく減少し、体躯が矮小化したピグミー表現型を示す。ヒトHmga2遺伝子の異常でも同様の症状を呈すことから、Hmga2の骨形成への関与が予想されるが、その役割は全く不明である。本研究ではHmga2による骨芽細胞分化誘導機構に焦点を当て、RNA-seq・ChIP-seqといった次世代シーケンス技術を用いてHmga2の働きを網羅的に解析し、分子生物的・組織化学的に知見を発展・追求することで、未知の骨形成過程における骨芽細胞分化機構を解明し制御することを目的とする。これまでに申請者はマウス顔面骨におけるHmga2の影響と、MC3T3-E1細胞の骨芽細胞分化におけるHmga2の関与を示唆する結果を得ている。また、数点のタイムポイント・サンプルにおいてRNA-seqを実施し、Hmga2KO細胞における、Osterix、アルカリフォスファターゼやWnt5a等の骨芽細胞分化に関連する多くの遺伝子の発現の低下を確認している。しかし、mRNA発現をベースにするRNA-seqでは副次的な影響を含んでいる可能性がある。そこで、Hmga2が直接的に結合している遺伝子プロモーター領域を網羅的に同定するためにChIP-Seqを実施した。その結果、Wnt5bをはじめとするWnt関連遺伝子近傍へのHmga2の結合が確認された。現在、より広域にHmga2の関与が疑われる骨芽細胞分化関連遺伝子を探るとともに、現時点までに得られた候補遺伝子に関する解析を進めている。

構造的転写因子High mobility group A2（Hmga2）遺伝子は幹細胞や腫瘍細胞に発現する遺伝子として知られているが、Hmga2ノックアウト（KO）マウスでは骨と体脂肪の形成が著しく減少し、体躯が矮小化したピグミー表現型を示す。ヒトHmga2遺伝子の異常でも同様の症状を呈すことから、Hmga2の骨形成への関与が予想されるが、その役割は全く不明である。本研究ではHmga2による骨芽細胞分化誘導機構に焦点を当て、RNA-seq・ChIP-seqといった次世代シーケンス技術を用いてHmga2の働きを網羅的に解析し、分子生物的・組織化学的に知見を発展・追求することで、未知の骨形成過程における骨芽細胞分化機構を解明し制御することを目的とする。これまでに申請者はマウス顔面骨におけるHmga2の影響と、MC3T3-E1細胞の骨芽細胞分化におけるHmga2の関与を示唆する結果を得ている。また、数点のタイムポイント・サンプルにおいてRNA-seqを実施し、Hmga2KO細胞における、Osterix、アルカリフォスファターゼやWnt5a等の骨芽細胞分化に関連する多くの遺伝子の発現の低下を確認している。しかし、mRNA発現をベースにするRNA-seqでは副次的な影響を含んでいる可能性がある。そこで、Hmga2が直接的に結合している遺伝子プロモーター領域を網羅的に同定するためにChIP-Seqを実施した。その結果、Wnt5bをはじめとするWnt関連遺伝子近傍へのHmga2の結合が確認された。現在、より広域にHmga2の関与が疑われる骨芽細胞分化関連遺伝子を探るとともに、現時点までに得られた候補遺伝子に関する解析を進めている。