サイトカイン発現アデノウイルスベクターを用いた骨髄ニッチでの造血幹細胞の動態解明

• Project/Area Number: 17790085
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Biological pharmacy
• Research Institution: 独立行政法人医薬基盤研究所
• Principal Investigator: 川端 健二 独立行政法人医薬基盤研究所, 基盤的研究部, 主任研究員 (50356234)
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2006: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000); Fiscal Year 2005: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
• Keywords: 再生医学 / 遣伝子 / 免疫学 / 薬学 / 発生・分化 / 遺伝子

Research Abstract

造血幹細胞の骨髄への生着および骨髄からの動員にはSDF-1(stromal cell-derived factor-1)/CXCL12等種々のサイトカインやケモカインが関わっていると考えられているが、そのメカニズムは明らかではない。そこで本研究では、多くの細胞に対し高効率に遺伝子導入可能であることが知られているアデノウイルス(Ad)ベクターを用いて、SDF-1をマウスにin vivoで発現させた後の血液前駆細胞やリンパ球の動態を詳細に解析した。Adベクターとして、従来のCMVプロモーターに比べ数倍から十数倍の活性を有し、CAGプロモーターと同等以上の活性を有するイントロンAを付与したCMVプロモーターを用い、その下流にSDF-1遺伝子を挿入したものを用いた。SDF-1発現Adベクターをマウスの尾静脈内に投与し、5日後、各組織における細胞数を測定したところ、ベクターを投与したマウスでは骨髄細胞数が有意に減少すると共に、末梢血有核細胞数および脾細胞数が有意に増加していた。また、末梢血および脾臓において、CFU-GEMMを含む各コロニー数の顕著な増加が見られ、造血幹細胞を含む血液前駆細胞が骨髄から動員されていることが示された。さらに、フローサイトメーターおよび蛍光顕微鏡による解析により、本来骨髄に生着しているB前駆細胞が脾臓の白脾髄に存在していることが明らかとなった。B前駆細胞が脾臓に生着していたため抗体産生について検討したところ、SDF-1発現Adベクターを投与したマウスでは有意な抗体産生量の低下がみとめられた。以上より、SDF-1は造血幹細胞を含む血液前駆細胞やB細胞等種々の血液細胞の動態を規定する因子であることが示された。

Research Products

• [Journal Article] Efficient gene transfer into murine pancreatic islets using adenovirus vectors. (2007)
  • Author(s): Mukai E, Fujimoto S, Sakurai F, Kawabata K, Yamashita M, Inagaki N, Mizuguchi H.
  • Journal Title: J. Control. Release 117 Pages: 136-141
• [Journal Article] Comparison of gene expression efficiency and innate immune response induced by Ad vector and lipoplex. (2007)
  • Author(s): Sakurai H, Sakurai F, Kawabata K, Sasaki T, Koizumi N, Huang H, Tashiro K, Kurachi S, Nakagawa S, Mizuguchi H.
  • Journal Title: J. Control. Release 117 Pages: 430-437
• [Journal Article] Fiber-modified adenovirus vectors decrease liver toxicity through reduced IL-6 production. (2007)
  • Author(s): Koizumi N, Yamaguchi T, Kawabata K, Sakurai F, Sasaki T, Watanabe Y, Hayakawa T, Mizuguchi H.
  • Journal Title: J. Immunol. 178 Pages: 1767-1773
• [Journal Article] Rapid construction of small interfering RNA-expressing adenoviral vectors on the basis of direct cloning of short hairpin RNA-coding DNAs. (2007)
  • Author(s): Mizuguchi H, Funakoshi N, Hosono T, Sakurai F, Kawabata K, Yamaguchi T, Hayakawa T.
  • Journal Title: Hum. Gene Ther. 18 Pages: 74-80
• [Journal Article] Adenovirus vector-mediated gene transfer into stem cells. (2006)
  • Author(s): Kawabata K, Sakurai F, Koizumi N, Hayakawa T, Mizuguchi H.
  • Journal Title: Mol. Pharm. 3 Pages: 95-103
• [Journal Article] Characterization of capsid-modified adenovirus vectors containing heterologous peptides in the fiber knob, protein IX, or hexon. (2006)
  • Author(s): Kurachi S, Koizumi N, Sakurai F, Kawabata K, Sakurai H, Nakagawa S, Hayakawa T, Mizuguchi H.
  • Journal Title: Gene Ther. 14 Pages: 266-274
• [Journal Article] The short consensus repeats 1 and 2, not the cytoplasmic domain, of human CD46 are crucial for infection of subgroup B adenovirus serotype 35. (2006)
  • Author(s): Sakurai F, Murakami S, Kawabata K, Okada N, Yamamoto A, Seya T, Hayakawa T, Mizuguchi H.
  • Journal Title: J. Control. Release 113 Pages: 271-278
• [Journal Article] Adenovirus vector-mediated gene transfer into stem cells. (2005)
  • Author(s): Kawabata K., Sakurai F., Koizumi N., Hayakawa T., Mizuguchi H.
  • Journal Title: Mol.Pharmaceutics 3 Pages: 95-103
• [Journal Article] Approaches to improve the kinetics of adenovirus delivered gene and gene product. (2005)
  • Author(s): Xu Z.L., Mizuguchi H., Koizumi N., Sakurai F., Hosono T., Kawabata K., Watanabe Y., Yamaguchi T., Hayakawa T.
  • Journal Title: Adv.Drug.Deli.Rev. 57 Pages: 781-802
• [Journal Article] Positive and negative regulation of adenovirus infection by CAR-like soluble protein, CLSP.
  • Author(s): Kawabata K., Tashiro K., Sakurai F., Osada N., Kusuda J., Hayakawa T., Yamanishi K., Mizuguchi H.
  • Journal Title: Gene Ther. (in press.)
• [Journal Article] Downregulation of human CD46 by adenovirus serotype 35 vectors.
  • Author(s): Sakurai F, Akitomo K, Kawabata K, Hayakawa T, Mizuguchi H.
  • Journal Title: Gene Ther. (in press.)