ヒトβ-グロビン遺伝子座のデュアルレポーターマウスモデル：アプリケーションと制限

ヒトβ-グロビン遺伝子座には、β-グロビンサブユニットとヘテロテトラマル化して胎児または成体ヘモグロビンを形成するβ様グロビン遺伝子（すなわち、胎児γ-グロビンおよび成体β-グロビン）が含まれています。サラセミアは、世界で最も一般的な遺伝障害の1つであり、グロビン遺伝子クラスターに見られる多くのゲノム変動に基づいて、グロビンの定量的欠陥をもたらします。同様のタイプのゲノム変化によって引き起こされる胎児ヘモグロビン（HPFH）の遺伝的持続性は、成人ヘモグロビンの喪失を補うことができます。ヒトγ-グロビン遺伝子発現の調節を理解することは、サラセミアの治療の課題です。ハイスループットアッセイを促進するマウスモデルは、そのような研究を簡素化するでしょう。内因性ヒトβ-グロビン遺伝子座でGFPおよびDSRED蛍光タンパク質をそれぞれγ-グロビン遺伝子とβ-グロビン遺伝子にタグ付けすることにより、トランスジェニックデュアルレポーターマウスモデルを生成しました。このマウスモデルに由来する赤血球細胞株は、γ-グロビン遺伝子を再活性化する能力についてテストされました。ここでは、この蛍光レポーターモデルの応用と制限について説明して、赤血球障害の遺伝的基盤と、ヘモグロビノパシー治療薬のハイスループットスクリーンでのそのようなモデルシステムの潜在的な使用を研究します。

The human β-globin locus contains the β-like globin genes (i.e. fetal γ-globin and adult β-globin), which heterotetramerize with α-globin subunits to form fetal or adult hemoglobin. Thalassemia is one of the commonest inherited disorders in the world, which results in quantitative defects of the globins, based on a number of genome variations found in the globin gene clusters. Hereditary persistence of fetal hemoglobin (HPFH) also caused by similar types of genomic alterations can compensate for the loss of adult hemoglobin. Understanding the regulation of the human γ-globin gene expression is a challenge for the treatment of thalassemia. A mouse model that facilitates high-throughput assays would simplify such studies. We have generated a transgenic dual reporter mouse model by tagging the γ- and β-globin genes with GFP and DsRed fluorescent proteins respectively in the endogenous human β-globin locus. Erythroid cell lines derived from this mouse model were tested for their capacity to reactivate the γ-globin gene. Here, we discuss the applications and limitations of this fluorescent reporter model to study the genetic basis of red blood cell disorders and the potential use of such model systems in high-throughput screens for hemoglobinopathies therapeutics.