2015 Fiscal Year Research-status Report
脱ユビキチン化酵素USP10による造血幹細胞および白血病幹細胞維持機構の解明
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15K09469
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
樋口 雅也 新潟大学, 医歯学系, 准教授 (50334678)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 造血幹細胞 / 骨髄不全 / USP10 / アポトーシス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
USP10ノックアウト（KO）マウスは骨髄不全を伴う悪性貧血により生後1年以内にすべて死亡する。この骨髄不全は造血幹細胞（HSC）の著減により起こるが、HSCの減少は胎生14.5日齢の胎児肝臓ですでに始まっていた。次にHSCの著減がHSC自体の異常によるものなのか、あるいは幹細胞ニッチの異常なのかを明らかにするため、胎生14.5日齢のUSP10-KO胎児肝細胞を、放射線照射した野生型（WT)マウスに移植した。その結果USP10-KO HSCは移植マウスでの血球系の再構築能が極めて低いことが明らかとなった。逆にWTマウスの骨髄細胞をUSP10-KOマウスに移植すると造血が完全に回復した。以上よりUSP10-KOマウスでみられる骨髄不全はHSC自体の異常によることが示された。
次にHSCの減少がどのような機序で起こるのかを明らかにするため、胎生14.5日齢の胎児肝臓中のHSCについて細胞周期とアポトーシスの動態をFACSにて解析した。細胞周期はWTとKO間で差は認められなかったが、KO HSCではWTに比べアポトーシスの増加が認められた。しかしながらアポトーシスの増加は一段階分化の進んだ血球前駆細胞（HPC）では見られなかった。これらのことから、胎児肝臓におけるHSCの減少はアポトーシスの亢進により起こっており、HSCの特異的な減少により、それから分化するHPCの枯渇が生じ、最終的に骨髄不全が引き起こされることが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
USP10 KOマウスで見られるHSCの減少が、胎生14.5日齢という早い時期から胎児肝臓で起こることを突き止めることに成功した。またこのHSCの減少はアポトーシスの亢進によるものであることもわかった。さらにUSP10 KOマウスで見られる骨髄不全が造血幹細胞ニッチ側の異常ではなく、HSCそのものの異常によって起こることを明らかにできた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はまず、USP10-KO HSCにおけるアポトーシスの亢進がどのような分子機序を介して起こっているのかを解明する。そのためHSCのin vitro培養系を使い、HSCにさまざまなストレスを与え、USP10-KO HSCのストレス応答系の異常を生化学的解析も交えて解析する。またUSP10が脱ユビキチン化する標的分子の同定を試みる。このため、in vitroで培養したUSP10-KO HSCにタグを付加したUSP10をレンチウイルスにより導入し、抗タグ抗体による免疫沈降を行い、USP10と結合する分子を質量分析により同定する。このように今年度はマウスを用いたin vivoの解析からin vitro培養系を用いた、分子レベルの解析にシフトする予定である。
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