B 細胞活性化応答を制御する遺伝子ネットワークのシングルセル解析 東北大学大学院医学系研究科 生物化学分野 武藤哲彦 抗原で活性化された B リンパ球(B 細胞)は、その抗原に対して特異的な抗体を分泌 する形質細胞やメモリーB 細胞へ最終分化する。この過程で、B 細胞は増殖、分化およ び細胞死などの応答を実行する。一部の B 細胞は形質細胞への分化を一旦停止して、 クラススイッチ応答(CSR)を実行し、抗体重鎖遺伝子の組換えによって抗体のアイソ タイプを IgM クラスから IgG や IgA など他のアイソタイプへ変換する。これらの応答 は、膜結合型抗体を含む B 細胞レセプターからのシグナルに加えて、協調的に作用す る各種レセプターからのシグナルや T 細胞由来のサイトカインといった外的要因で誘 導される。一方、細胞自身の内的要因が、細胞の運命を決定することも明らかにされて きた。しかしながら、その内的要因の実体は完全に解明されていない。 私たちは、転写抑制因子 Bach2 が形質細胞の分化を抑制して CSR の実行を促す転写 因子であることをマウス遺伝学的手法で示してきた。活性化 B 細胞集団では、CSR と 形質細胞への分化のように相反する細胞運命が、いずれも細胞分裂回数と正に相関する。 そこで、Bach2 が細胞運命決定の内的要因のひとつと考え、同じ分裂回数の細胞集団の なかで、CRS した B 細胞と形質細胞へ分化した細胞における Bach2 遺伝子の発現量を 個々の細胞レベルで比較した。その結果、分裂回数が同一の細胞集団のなかでは、Bach2 の発現がより高い B 細胞で CSR が実行されていた。一方で、Bach2 の発現が低い B 細 胞が形質細胞へ分化した。これらの結果から、これまで細胞集団を対象とした解析では わからなかった、相反する細胞の運命決定が、細胞ごとの Bach2 の発現量に依存してい ることを単一細胞レベルで明らかにした。さらに、同じ分裂回数であっても細胞運命が 多岐にわたる仕組みの解明を目指し、Bach2 の発現量と他の転写因子の発現量をパラメ ーターに設定し、転写因子群の制御する遺伝子発現ネットワークと細胞運命決定の関係 の解明へのアプローチを紹介したい。
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