胚幹細胞株を用いた血液幹細胞の自己複製能及び分化制御機構の分子生物学的解析

• Project/Area Number: 11878137
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Cell biology
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 横田 崇 東京大学, 医科学研究所, 客員教授 (50134622)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小出 寛 東京大学, 医科学研究所, 寄付研究部門教員 (70260536) ; 西中村 隆一 東京大学, 医科学研究所, 寄付研究部門教員 (70291309) ; 高木 峰生 東京大学, 医科学研究所, 寄付研究部門教員 (10272501) ; 平家 敏男 東京大学, 医科学研究所, 客員助教授 (90190173)
• Project Period (FY): 1999 – 2000
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2000)
• Budget Amount: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000); Fiscal Year 2000: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 1999: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
• Keywords: 造血幹細胞 / 胚性幹細胞 / 自己複製 / HES

Research Abstract

造血幹細胞が体外で増幅するか否かを正確に判定するためには、造血幹細胞の純化という問題を避けては通れない。中内らはすでにマウス造血幹細胞がLin^-Sca-1^+c-kit^+CD34^-分画に存在すること、1個の細胞を1匹のマウスに骨髄移植するやり方で、この分画の細胞の5個に1個以上が移植を成立させる造血幹細胞であることを示している。われわれのキメラレセプタートランスジェニックマウスからクローンソーティングにより得られたLin^-Sca-1^+c-kit^+CD34^-細胞を、単独のサイトカインで培養しても、増殖能もCFU-Mix形成能も観察されなかった。また、IL-6+SCFなどの組み合わせで培養すると、10〜20%の細胞が増殖能を持つ共に、CFU-MIx形成能も獲得した。さらに、Lin^-Sca-1^+c-kit^+CD34^-細胞をヒトGM-CSF+SCFの組み合わせで培養すると、約60%の細胞が増殖能を示し、CFU-Mix形成能も顕著に増大した。さらに、ヒトGM-CSF+SCFの組み合わせで無血清培地で7日間培養し、1細胞から20-50個の細胞に増幅した画分を、上記と同様に、致死量放射線照射したLy5.1マウスに移植した。予備的な実験からは移植後6ヶ月で5匹中3匹に1.5〜4.8%の割合でLy5.2陽性細胞が生着していることが明らかとなった。一方、IL-6+SCFの組み合わせで培養した細胞を移植した場合、Ly5.2陽性細胞の生着は、5匹中1匹も観察されなかった。今後、骨髄再構築能を詳細に検討し、造血幹細胞の体外増幅の可能性について検証する予定である。さらに、ES細胞から血液細胞を分化させる系を立ち上げ、転写因子HESの誘導的発現系を確立した。今後、この遺伝子をES細胞に遺伝子導入し、血球分化の系におけるHESの役割を検討する予定である。

Research Products

• [Publications] Sato,A.,Yokota,T. et al.: "Cloning and expression pattern of a Xenopus pronephros-specific gene, XSMP-30."Mech.Dev.. 92. 273-275 (2000)
• [Publications] Nakayama,N.,Yokota,T. et al.: "A novel chordin-like protein inhibitor for bone morphogenetic proteins."Dev.Biol.. (in press). (2001)
• [Publications] Ishibashi,H.,Yokota,T. et al.: "Tool-use learning selectively induces expression of brain-derived neurotrophic factors, its receptor trkB, and neurotrophin 3 in the intraparietal cortex of monkeys."(submitted). (2001)
• [Publications] Inouye,K.,Koide,H. et al.: "Formation of the Ras dimer is essential for Raf-1 activation."J.Biol.Chem. (Accelerated Publication). 275. 3737-3740 (2000)
• [Publications] Suzuki,J.,Koide,H. et al.: "Positive regulation of skeletal myogenesis by R-Ras."Oncogene. 19. 1138-1146 (2000)
• [Publications] Suzuki,J.,Koide,H. et al.: "Involvement of Ras and Ral in chemotactic migration of skeletal myoblasts."Mol.Cell.Biol.. 20. 4658-4665 (2000)
• [Publications] Tonmida,M., Yokota,T. et al.: "Cytoplasmic domains of the leukemia inhibitory factor receptor required for STAT3 activation, and inducing differentiation and growth arrest of myeloid loukemic cells"Blood. 93. 1934-1941 (1999)
• [Publications] Matsuda,T., Yokota,T. et al.: "STAT3 activation is sufficient to maintain an undifferentiated state of mouse embryonic stem cells"EMBO J.. 18. 4261-4269 (1999)
• [Publications] Takagi,M., Yokota,T. et al.: "Chimeric cytokine receptor can transduce expansion signals in interleukin 6 receptor α (IL-6Rα)-, IL11Rα-, and gp130-low to -negative primitive hematopoietic progenitors"Mol Biol Cell. 10. 3633-3642 (1999)
• [Publications] Onuma,Y., Yokota,T et al.: "Molecular cloning of a novel Xenopus spalt gene(Xsal-3)"Biochem Biophys Res Comm. 264. 151-156 (1999)
• [Publications] Nishinakamura,R., Yokota,T. et al.: "Activation of Stat3 by cytokine receptor gp130 ventralizes Xenopus embryos independently of BMP-4"Dev Biol. 216. 481-490 (1999)