造血幹細胞の性状の解析と自己複製に関わる分子の探索

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08407028
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 中内 啓光 筑波大学, 基礎医学系, 教授 (40175485)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高浜 洋介 筑波大学, 基礎医学系, 講師 (20183858)
• Keywords: 造血幹細胞 / SCF / G-CSF / mobilization / CD34 / 末梢血幹細胞移植

Research Abstract

前年度までにマウス骨髄有核細胞中に存在するCD34陰性c-kit陽性Sca-1陽性分化抗原陰性の細胞(CD34-KSL細胞)がほぼ造血幹細胞そのものであることを明らかにした。本年度はこれらの知見に基づいて造血幹細胞の細胞周期、SCFによる造血幹細胞の動員について基礎的な解析を行った.骨髄から直接取り出した造血幹細胞ならびに前駆細胞についてPropidium Iodideによる細胞周期の解析を行ったところ、造血幹細胞の大部分はG0/G1期にあり、S期あるいはG2M期に存在するのは3%以下であった.一方で、前駆細胞あるいは全骨髄細胞では30%近くがS期あるいはG2M期にあることが明らかになった.マウスにBrdUを長期間にわたり投与したのちに造血幹細胞を分離し、BrdUを取り込んでいる細胞の割合を測定した.その結果、4週間のBrdU投与により約70%の造血幹細胞がBrdUを取り込んでいることから、血球細胞が一部の造血幹細胞の分裂によって維持されているのではなく、多数の造血幹細胞がゆっくりと分裂を繰り返して造血を維持していることが示唆された.
G-CSFが造血前駆細胞を末梢血に動員することが明らかになり、実際の臨床でも末梢血幹細胞移植のための有力な手段として用いられている.我々は造血幹細胞がc-Kitを発現していることから、リガンドであるSCFも造血幹細胞を末梢に動員するのではないかと考え、マウスにSCFを連続投与し、骨髄と牌臓における造血幹細胞数と造血活性の変化を観察した.SCF投与群では非投与群に比べCD34陽性の造血前駆細胞数、HPP-CFUが骨髄中で減少し、末梢血中で増加したが、CD34陰性の造血幹細胞数にはほとんど変化がなかった.放射線耐性能においても投与群では骨髄での減少と牌臓での増加が認められた.しかし、長期骨髄再建能を調べたところ、投与群・非投与群でキメリズムに差は認められず、SCFによる末梢への動員は造血前駆細胞が主体であることが強く示唆された.

Research Products

• [Publications] Dong Ku Kim,et al.: "Engraftment of human myelodysplastic syndrome derived cell line in tansgenic severe combined immunodeficient (TG-SCID)mice expressing human GM-CSF and IL-3." Eur.J.Hematol.61巻. 93-99 (1998)
• [Publications] Kazuhiko Igarashi,et al.: "Multivalent DNA Binding Complex Generated by Small Maf and Bach 1 as a Possible Biochemical Basis for β-Globin Locus Control Region Complex." The Journal of Biological Chemistry.273巻. 11783-11790 (1998)
• [Publications] Takashi Fukushima,et al.: "Multicolor Flow-cytometoric,Morphologic,and Clonogenic Analysis of Marror CD10-Positive Cells in Children With Leukemia in Remmision or Nonmalignat Diseases." Journal of Pediotric Hematology/Oncology.20巻. 222-228 (1998)
• [Publications] Yayoi Tokoro,et al.: "A Mouse Carrying Genetic Defect in the Choice Between T and B lymphocytes." Journal of Immunology.161巻. 4591-4598 (1998)
• [Publications] Akihiko Muto,et al.: "Identification of Bach2 as a B cell-specific partner for small Maf proteins that negatively regulates the immunoglobulin heavy chain gene 3'enhancer." EMBOJ.17巻. 5734-3743 (1998)
• [Publications] Hiromitsu Nakauchi.: "The hematopoietic stem cells.Are they CD34 positive or CD34 negative?News and Views." Nature Medicine. 4巻. 1009-1010 (1998)
• [Publications] Hiromitsu Nakauchi.: "The Hematopoietic Stem Cell." Shirkis,Orlic and Kantz.(in press),
• [Publications] 依馬秀夫 他: "“造血幹細胞"" 生体の科学, 7 (1998)