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Elucidation of molecular mechanisms of hematopoietic stem aging

Research Project

Project/Area Number 23K18298
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 54:Internal medicine of the bio-information integration and related fields
Research InstitutionKanazawa University

Principal Investigator

平尾 敦  金沢大学, がん進展制御研究所, 教授 (90343350)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 増尾 友佑  金沢大学, 薬学系, 准教授 (90708140)
Project Period (FY) 2023-06-30 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywords幹細胞 / 代謝
Outline of Research at the Start

高齢者人口の割合は増加の一途にあり健康寿命の延長は社会的課題である。加齢に伴う慢性炎症は健康障害の引き金となるが、病態の一因として、加齢に伴う造血幹細胞の老化表現型の関与が知られるようになった。このような「造血幹細胞の老化」は、炎症性サイトカインの分泌や腸内細菌の漏出の原因となり、全身的な慢性炎症を引き起こし、心疾患や脳血管障害など加齢に伴う疾患の誘因となる。本研究を進めることで、幹細胞老化の制御機構の解明と老化への介入法を確立したい。

Outline of Annual Research Achievements

高齢者人口の割合は増加の一途にあり健康寿命の延長は社会的課題である。加齢に伴う慢性炎症は健康障害の引き金となるが、病態の一因として、加齢に伴う造血幹細胞の老化表現型(骨髄球系への異常な分化バイアス:ミエロイドバイアス幹細胞と呼ばれる)の関与が知られるようになった。このような「造血幹細胞の老化」は、炎症性サイトカインの分泌や腸内細菌の漏出の原因となり、全身的な慢性炎症を引き起こし、心疾患や脳血管障害など加齢に伴う疾患の誘因となる。本研究では骨髄内免疫状態の加齢変化の解析を通じて、幹細胞老化の制御機構を解明する。まずは、加齢マウスの骨髄中の未分化血液集団を対象にシングルセル解析を実施し、加齢とともに変動する遺伝子や経路の同定を行った。その結果、獲得免疫に関わる分子が大きく変動していることを見いだした。各種抗体を用いて加齢マウスの骨髄を検索したところ、T細胞系列での変化が顕著であることが判明した。今後、それらの機能的意義についての解析を進める。同時にメタボロミクスにより、腸内細菌叢由来代謝物を解析した。加齢や食餌変化により変動する代謝物を放射線、LPSなどの炎症を惹起する状態でマウスに投与することで、造血幹細胞がどのように変化するのかを解析した。本年度は一定の結論には至らなかったため引き続き、検討を重ねることにした。以上の知見により、本研究課題を進捗させる基礎データが得られつつあり、意義深い研究結果となった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

造血幹細胞の老化において、興味深い遺伝子発現変動を捉えられたこと、また、免疫細胞の変動を検出でき、今後の進展に寄与できる基礎データが得られた。

Strategy for Future Research Activity

骨髄内免疫環境の変化を中心に解析をすすめ、造血幹細胞制御に寄与する分子メカニズムの解明、さらには、生体内代謝物との関連から理解を進める予定である。

Report

(1 results)
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2023

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Targeting cis-regulatory elements of FOXO family is a novel therapeutic strategy for induction of leukemia cell differentiation2023

    • Author(s)
      Kurayoshi K, Takase Y, Ueno M, Ohta K, Fuse K, Ikeda S, Watanabe T, Nishida Y, Horike SI, Hosomichi K, Ishikawa Y, Tadokoro Y, Kobayashi M, Kasahara A, Jing Y, Shoulkamy MI, Meguro-Horike M, Kojima K, Kiyoi H, Sugiyama H, Nagase H, Tajima A, Hirao A.
    • Journal Title

      Cell Death Disease

      Volume: 14 Issue: 9 Pages: 642-642

    • DOI

      10.1038/s41419-023-06168-2

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Inhibition of the mitochondria-shaping protein Opa1 restores sensitivity to Gefitinib in a lung adenocarcinomaresistant cell line2023

    • Author(s)
      Noguchi Masafumi、Kohno Susumu、Pellattiero Anna、Machida Yukino、Shibata Keitaro、Shintani Norihito、Kohno Takashi、Gotoh Noriko、Takahashi Chiaki、Hirao Atsushi、Scorrano Luca、Kasahara Atsuko
    • Journal Title

      Cell Death & Disease

      Volume: 14 Issue: 4 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1038/s41419-023-05768-2

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Induction of open-form bile canaliculus formation by hepatocytes for evaluation of biliary drug excretion2023

    • Author(s)
      Arakawa H, Nakazono Y, Matsuoka N, Hayashi M, Shirasaka Y, Hirao A, Tamai I.
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 6 Issue: 1

    • DOI

      10.1038/s42003-023-05216-z

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Therapeutic potential of pentamidine for glioma‐initiating cells and glioma cells through multimodal antitumor effects2023

    • Author(s)
      Tamai S, Ichinose T, Jiapaer S, Hirai N, Sabit H, Tanaka S, Kinoshita M, Kobayashi M, Hirao A, Nakada M.
    • Journal Title

      Cancer Science

      Volume: 114 Issue: 7 Pages: 2920-2930

    • DOI

      10.1111/cas.15827

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Cell fate decision by metabolic regulation in normal and malignant hematopoiesis2023

    • Author(s)
      Hirao A
    • Organizer
      Korea-Japan Blood and Vessel Symposium
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Organelle Dynamics on Cell Fate Determination2023

    • Author(s)
      Hirao A
    • Organizer
      India-Japan Cancer Symposium
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2023-07-04   Modified: 2024-12-25  

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