造血幹細胞の維持増殖と分化のメカニズムの個体解析

造血干细胞维持增殖分化机制的个体分析

• 批准号: 17045006
• 负责人: 清水 律子
• 金额: $ 3.58万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17045006/
• 关键词: GATA-2; 造血幹細胞; ノックダウン; 条件付きノックアウト; 系列決定

造血幹細胞が,自己複製をしながら特異的な性質を持った多系列の血液細胞に分化する過程では,遺伝子発現の特異的かつ精密な制御が必須である.GATA因子群に属する転写因子GATA-2は造血幹細胞や未熟な前駆細胞を中心に発現している.また,GATA-2遺伝子の発現制御領域の詳細な解析により,自分自身の発現を正に調節する一方で,同じGATA因子群に属するGATA-1によりその発現が負に調節されている明らかになりつつある.GATA-2は造血幹細胞の維持と増殖に必須な因子であるが,従来の遺伝子ノックアウトマウス法では,胎児期における重篤な造血機能障害に基づく致死表現型により,それらの機能欠失を成体造血において深く解析することは困難であった.そこで,誘導的かつ臓器特異的にGATA-2の発現を抑制し,個体における造血幹細胞から系列特異的な血液細胞への分化のメカニズムを解析する目的で,条件付きGATA-2遺伝子ノックアウトマウス(G2CKO)の樹立を試みた.その作成過程で,同時にGATA-2ノックダウンホモ(G2^<KD/KD>)マウスを樹立したが,本マウスは泌尿器発生の異常により約7割が3週齢までに死亡した.残りの約3割は成獣に達したが,これらのマウスは加齢に伴って末梢血の単球増多と血小板数減少を示し,著明な脾腫を呈した.また,骨髄および脾臓では,Lin^-c-Kit^+CD34^+Scar^<-/low>分画の細胞増加とともに,単球・骨髄球系細胞が著明に増加し,赤血球系前駆細胞は減少していた.さらに、G2^<KD/KD>マウスの骨髄細胞では致死的放射線照射マウスの長期骨髄再建ができなかった.これらのことは,GATA-2が成獣骨髄造血幹細胞の維持増殖の調節に関わっていること,さらに,骨髄球系細胞と赤血球巨核球系細胞への系列決定を調節している可能性を示唆する.G2^<KD/KD>マウスを用いた造血幹細胞から系列特異的な血液細胞への分化のメカニズムの解析と,G2CKOマウスのGata2遺伝子誘導的ノックアウトを用いた造血幹細胞の細胞自立的な増殖・分化の解析も進行中である.

Hematopoietic stem cells replicate independently of each other and maintain multiple series of blood cell differentiation processes. The specific control of gene development is essential.GATA factor group GATA-2 is a member of the GATA factor family and is developed in the center of immature hematopoietic stem cells. GATA-2 gene expression control domain detailed analysis, from its own expression of positive regulation, the same GATA factor group belongs to the GATA-1 gene expression of negative regulation.GATA-2 gene maintenance and proliferation of essential factors, come from the gene expression of positive regulation, GATA-1 gene expression of negative regulation. In fetal life, there is a profound lack of hematopoietic function, which is a basic lethal phenotype. In order to analyze the differentiation of hematopoietic stem cells from series-specific hemocytes, the induction of GATA-2 gene expression was inhibited under the condition that GATA-2 gene expression (G2CKO) was established. During the preparation process, GATA-2 was established, and the urine organ was abnormal, about 7 weeks later, it died. About 3 minutes later, the patient's blood pressure increased, and the platelet count decreased. In addition, the number of cells in the lymphocyte lineage increased, while the number of erythroid cells decreased. G2^<KD/KD><KD><KD <KD><KD><KD <KD <KD> GATA-2 may be involved in regulation of maintenance and proliferation of osteogenic hematopoietic stem cells. GATA-2 may be involved in regulation of lineage determination of osteogenic hematopoietic stem cells and erythrocytic megakaryocytic cells. G2CKO gene and Gata2 gene induced proliferation and differentiation of hematopoietic stem cells are in progress.

项目成果

A Gata2 intronic enhancer confers its pan-endothelia-specific regulation

• DOI: 10.1242/dev.001297
• 发表时间: 2007-05-01
• 期刊: DEVELOPMENT
• 影响因子: 4.6
• 作者: Khandekar, Melin;Brandt, William;Engel, James Douglas
• 通讯作者: Engel, James Douglas

Dynamic regulation of Gata factor levels is more important than their identity

• DOI: 10.1182/blood-2006-11-060491
• 发表时间: 2007-06-15
• 期刊: BLOOD
• 影响因子: 20.3
• 作者: Ferreira, Rita;Wai, Albert;Philipsen, Sjaak
• 通讯作者: Philipsen, Sjaak

Transgenic over-expression of GATA-1 mutant lacking N-finger domain causes hemolytic syndrome in mouse erythroid cells.

缺乏 N 指结构域的 GATA-1 突变体的转基因过度表达会导致小鼠红系细胞溶血综合征。

• 发表时间: 2005
• 期刊: Gene Cells 10
• 作者: Nakano;M.;et al.
• 通讯作者: et al.

Characterization of GATA-1+ hemangioblastic cells in the mouse embryo

• DOI: 10.1038/sj.emboj.7601480
• 发表时间: 2007-01-10
• 期刊: EMBO JOURNAL
• 影响因子: 11.4
• 作者: Yokomizo, Tomomasa;Takahashi, Satoru;Yamamoto, Masayuki
• 通讯作者: Yamamoto, Masayuki

Gene expression regulation and domain function of hematopoietic GATA factors.

• DOI: 10.1016/j.semcdb.2004.11.001
• 发表时间: 2005-02
• 期刊: Seminars in cell & developmental biology
• 影响因子: 7.3
• 作者: R. Shimizu;Masayuki Yamamoto