Detection of human hematopoietic stem cells using microRNA switch technology

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K19904
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 江藤 浩之 京都大学, iPS細胞研究所, 教授 (50286986)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮西 正憲 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (80542969) [Withdrawn]
• Project Period (FY): 2017-06-30 – 2019-03-31
• Keywords: 造血幹細胞 / mRNA / miRNA / 純化 / 発現レベル

Outline of Annual Research Achievements

ヒト造血幹細胞移植の歴史の中で“なぜ成功する移植と成功しない移植が存在するのか”という命題は完全には解決されていない。それはマウスと異なり、ヒト造血幹細胞の真の特異的なマーカーが同定されていないことが一つの原因とされている。そこで、細胞の固有の特性を規定すると報告されている“マイクロRNA”こそがマウスとヒト造血幹細胞とで共通との仮説を立てて本研究を開始した。研究提案の中でもっとも重要なポイントは、現在までの検証によって各種の細胞では、マイクロRNAはその発現レベルとは独立して、メッセンジャーRNAに会合してその機能を抑制するマイクロRNA活性レベルを示し、その活性レベルによって細胞機能や細胞固有の特性を分離可能な点にある。そこでこの活性を指標に細胞を選別化できる “マイクロRNAスイッチ技術”を発揮するベクターシステムが血液細胞に導入可能かどうか、検証した。
次に、２個に１個の比率でマウス造血幹細胞を純化できる細胞内タンパク質マーカーHoxb5分子の発見をもとに、本マーカーのレポーターマウスを活用し、マウスの造血幹細胞とヒト造血幹細胞に共通な分子を決定することを目的として本研究を提案していたが、１年目の途中で分担研究者の宮西が研究分担者から離脱し、Hoxb5レポーターマウスの使用が不可能となったため、別のレポーターマウスから調整したマウス造血幹細胞分画 及び、ヒト臍帯血由来の造血幹細胞を用いての解析に変更した。少ない幹細胞集団で発現をしているmiRNAを網羅的にリスト化することに主眼を起き、細胞調整方法、miRNAの抽出法を新たに最適化した。その後、無刺激状態と、サイトカイン刺激によって造血幹細胞から分裂した多能性造血前駆細胞集団（MPP）でのmiRNAの抽出を行い、リスト化した。