東北大学大学院医学系研究科・医学部

STAFF

Professor

• Igarashi, KazuhikoProfessor. 五十嵐 和彦 教授
  

Other Faculty / Staff

• Muto, Akihiko

  Assoc.Prof. 武藤 哲彦 准教授

• Ochiai, Kyoko

  Assistant Prof. 落合 恭子 助教

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OUTLINE

Our main aim is to understand the regulation of cell differentiation and responses at the level of gene expression and its deregulation in disease processes. Two transcription factors BACH1 and BACH2 are our main focuses. We discovered that these factors are also receptors for the prosthetic group heme, connecting heme and iron metabolism with globin gene expression in erythroid cell, and orchestrating humoral immune responses in B lymphoid cells. In the hematopoietic stem and progenitor cells, these factors promote bifurcation of non-myeloid cells (such as lymphoid and erythroid) and myeloid cells; dysregulation of these factors leads to diseases such as anemia and pre-leukemic myelodysplasia. BACH1 further functions in non-hematopoietic cells; it promotes the execution of ferroptosis, an iron-dependent form of cell death, in diverse cells and promotes epithelial mesenchymal transition and metastasis of pancreatic cancer cells. Another focus is the S-adenosylmethionine (SAM) synthetase, which we found accumulates in the nucleus. This enzyme may connect metabolism and epigenetic regulation. Based on new knowledge from such investigations, we aim to elucidate the regulatory loops of metabolism and gene expression, and their deregulation in disease processes.

私たちは、細胞分化・応答の遺伝子発現レベルでの調節、そして疾患における異常を理解することを目指しています。BACH1およびBACH2という二つの転写因子に焦点をあて、これら因子がいずれも補欠分子ヘムの受容体であり、赤血球系細胞では鉄代謝とグロビン遺伝子発現の統合制御を担い、B細胞では液性免疫応答を制御することを見いだしました。造血幹・前駆細胞の分化では、これら転写因子が骨髄球系と非骨髄球系（リンパ球や赤血球など）へと細胞運命を大きく分けるという重要な役割を担っていること、その異常が貧血や前白血病状態である骨髄異形成症候群につながることを報告しました。さらに、BACH1は非血液系細胞でも様々な役割を担い、鉄依存性細胞死フェロトーシスの実行に関わるとともに、すい臓がん細胞の上皮間葉転換と転移を促進することなども見いだしています。また、S-adenosylmethionine (SAM) 合成酵素が核内で機能することを見いだし、SAM代謝によるエピジェネティクスや細胞分化の制御を研究しています。得られる知見を基に、転写因子と代謝の相互制御ループ構造を解明し、病態理解へ展開したいと考えています。

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  Promotion of ferroptosis by BACH1
  BACH1によるフェロトーシス促進機構

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  Promotion of pancreatic cancer cell metastasis by BACH1
  BACH1によるすい臓がん細胞転移の促進

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  PhD students working on their research projects
  実験に取り組む大学院生の皆さん

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  Seminar by Prof. T. Kundu, our international collaborator
  海外共同研究者T. Kundu教授のセミナー

ARTICLE

Ochiai, K. and Igarashi, K. Exploring novel functions of BACH2 in the acquisition of antigen-specific antibodies. Int Immunol. in press (2023).
URL：https://academic.oup.com/intimm/advance-article/doi/10.1093/intimm/dxac065/6961193

Alam, M. et al, mTORC1-independent translation control in mammalian cells by methionine adenosyltransferase 2A and S-adenosylmethionine. J Biol Chem. 298, 102084 (2022)
URL：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021925822005257

Nishizawa, H. et al, Ferroptosis is controlled by the coordinated transcriptional regulation of glutathione and labile iron metabolism by the transcription factor BACH1. J. Biol. Chem. 295, 69-82 (2020)
URL：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021925817495500?via%3Dihub

Sato, M. et al, BACH1 promotes pancreatic cancer metastasis by repressing epithelial genes and enhancing epithelial-mesenchymal transition. Cancer Res. 80, 1279-1292 (2020)
URL：https://aacrjournals.org/cancerres/article/80/6/1279/647774/

Kato, H. et al, Infection perturbs Bach2- and Bach1-dependent erythroid lineage ‘choice’ to cause anemia. Nature Immunol. 19, 1059-1070 (2018)
URL：https://www.nature.com/articles/s41590-018-0202-3

LINK

• 血球減少を伴う遺伝子疾患のマウス作製に成功　造血メカニズムの解明に期待
• 遺伝子一つを再発現しただけで細胞死が起きた!　- 転写因子BACH1の再発現によるフェロトーシスモデル細胞が完成 -
• 生物化学分野の五十嵐 和彦 教授が第 4 回「太田原豊一賞」を受賞
• 藻類に窒素をより多く取り込ませる新しい機構を発見－低窒素環境での食糧増産にも期待－