Aging and anti-aging mechanisms in niche-hematopoietic stem cell interaction

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Establishing a new paradigm of the pathogenesis of diseases through the understanding of stem cell aging
• Project/Area Number: 26115005
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: National Center for Global Health and Medicine
• Principal Investigator: TAKUBO Keiyo 国立研究開発法人国立国際医療研究センター, その他部局等, 生体恒常性プロジェクト長 (50502788)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大谷 直子 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 教授 (50275195)
• Project Period (FY): 2014-07-10 – 2019-03-31
• Keywords: 造血幹細胞 / 幹細胞ニッチ / 幹細胞代謝 / メタボローム解析 / 単一細胞トランスクリプトーム解析 / 低酸素 / ストレス応答

Outline of Final Research Achievements

We identified transcriptome and cell biological differences among hematopoietic stem cell (HSC) aging and cellular senescence. We also found that megakaryocyte, a differentiated cell originated from HSC, was a niche cell for HSCs. Reanalysis of p38MAPK cascade, a signaling pathway that had been clarified as an inducer for HSC aging, revealed that it also protected HSCs from acute stresses. Finally, we developed a method to maintain quiescent HSCs from aging ex vivo.

Free Research Field

幹細胞生物学、血液学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究によって、造血幹細胞システムをモデルとした、幹細胞やニッチのエイジングと、細胞老化との異同が示され、臓器レベルの抗老化戦略や加齢関連疾患発症の分子機構の一端が明らかとなった。また、既存の造血幹細胞エイジング関連経路の再評価によって、ストレス関連経路と臓器レベルのエイジングを接続する知見がもたらされた。一方、静止期造血幹細胞の体外培養法は、幹細胞の休眠や静止期性、あるいは細胞の“ポテンシャル”を理解するための基礎的な知見と、研究プラットホームをもたらした。以上の知見は超高齢社会における医学・生物学的問題の理解と科学的な解決につながる基盤的知見たりうるものである。