오사카대학대학원의 오토모 에이치 교수, 키타바타 야스시 조교 등의 그룹은 인간 iPS 세포에 게놈 편집 기술과 염색체 공학을 조합함으로써 다운 증후군의 신생아에게 빈발하는 혈액 세포의 증식 이상(TAM)의 메커니즘을 해명 했다.조혈 이상을 초래하는 유전자군이 모이는 영역을 동정하고, 그 중 주요 유전자군을 밝힌 것으로 미국 과학지 'Cell Reports'에 게재되었다.
700명에 1명이라는 소아유전질환 중에서도 높은 비율로 일어나는 다운증후군은 21번 염색체의 수가 3개로 증가하는 것(트리소미)에서 발병한다.수백 개 이상의 유전자가 동시에 양적 변화를 일으키기 때문에, 병태를 해명하기 위해 파악해야 할 유전자 변화의 조합수가 방대해져, 해석은 매우 곤란했다.또한 다운증후군에는 다양한 합병증이 있지만, 그 중 신생아의 10% 이상으로 보이는 TAM은, 21번 염색체의 이상에 가세해 X염색체상의 GATA1 유전자의 돌연변이가 관련된다고 되어 있지만, 이들 하지만 어떻게 작용하고 이상을 일으키는지, 어떤 유전자군이 관여하는지에 대해서는 불분명했다.
다운 증후군의 실험 모델 작성은 어렵다고 여겨지고 있었던 중, 본 연구에서는, 신생아와 같은 유전자 구조를 가지는 「제대혈」로부터 iPS 세포를 제작, 그 GATA1 유전자에 다양한 게놈 편집을 실시해 염색체·유전형 의 조합이 다른 복수의 iPS 세포를 제작함으로써, TAM의 병태 재현에 성공했다.이들을 조사한 결과, TAM의 원인이 되는 유전자군이 21번 염색체상의 특정 영역에 집중하고 있는 것이 판명.이 영역의 작용으로 변이형 GATA1의 발현이 진행되어, 여기에 21번 염색체의 트리소미의 작용이 더해짐으로써 TAM의 병태가 나타나는 것을 밝혀냈다.
이 연구 결과는 다운 증후군에서 TAM의 발병 기전을 밝힐뿐만 아니라 백혈병으로 이어지는 발병 기전을 아는 계기가됩니다.향후 다운증의 합병증에 대한 진단·치료법의 개발을 크게 진행할 것으로 기대되고 있다.
