K562赤血球血症細胞株からの効率的な赤血球分化を伴う高レベルの胚性グロビン産生

in vitroでエリスロイドの堅牢性が可能な信頼できる細胞株は、RBC疾患の赤血球（RBC）生物学と遺伝的戦略を調査するのに役立ちます。K562細胞は、赤血球分化に広く利用されています。ただし、現在の分化方法は、グロビンタンパク質を分析するには不十分です。この研究では、タンパク質レベルのグロビン分析を可能にするために、K562細胞からの赤血球分化を改善しようとしました。K562細胞は、ヘミン、ラパマイシン、イマチニブ、および/またはデシタビン（既知の赤血球誘導者）を含むさまざまな試薬にさらされ、基本培地またはエリスロポエチンベースの分化培地で培養されました。すべての単一試薬は、より高いグリコフォリンA（GPA）発現を伴う観測可能な赤血球分化を誘導しましたが、検出可能なグロビンタンパク質を生成するには不十分でした。次に、これらの試薬のさまざまな組み合わせを評価し、効率的なエリスロイド分化、高レベルのGPA発現（> 90％）、および高レベルのグロビン産生の両方のラパマイシンとデシタビンの両方を含むイマチニブ前発現とエリスロポエチンベースの分化培養培養を組み込んだ方法を開発しました。ヘモグロビン電気泳動および高性能液体クロマトグラフィーによって検出可能なタンパク質レベルで。さらに、β-グロビン遺伝子移動により、成体ヘモグロビンが検出されました。要約すると、高レベルのグロビン産生を備えたin vitro K562赤血球分化モデルを開発しました。このモデルは、ヒト赤血球細胞におけるヘモグロビン産生のための実用的な評価ツールを提供します。

A reliable cell line capable of robust in vitro erythroid differentiation would be useful to investigate red blood cell (RBC) biology and genetic strategies for RBC diseases. K562 cells are widely utilized for erythroid differentiation; however, current differentiation methods are insufficient to analyze globin proteins. In this study, we sought to improve erythroid differentiation from K562 cells to enable protein-level globin analysis. K562 cells were exposed to a variety of reagents, including hemin, rapamycin, imatinib, and/or decitabine (known erythroid inducers), and cultured in a basic culture medium or erythropoietin-based differentiation medium. All single reagents induced observable erythroid differentiation with higher glycophorin A (GPA) expression but were insufficient to produce detectable globin proteins. We then evaluated various combinations of these reagents and developed a method incorporating imatinib preexposure and an erythropoietin-based differentiation culture containing both rapamycin and decitabine capable of efficient erythroid differentiation, high-level GPA expression (>90%), and high-level globin production at protein levels detectable by hemoglobin electrophoresis and high performance liquid chromatography. In addition, β-globin gene transfer resulted in detectable adult hemoglobin. In summary, we developed an in vitro K562 erythroid differentiation model with high-level globin production. This model provides a practical evaluation tool for hemoglobin production in human erythroid cells.