Approaches to standardization of humanized mice by transplanting human hematopoietic stem cells (HSC) and thymus generated from induced pluripotent stem (iPS) cells.

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18H03975
• Research Institution: Central Institute for Experimental Animals
• Principal Investigator: 伊藤 守 公益財団法人実験動物中央研究所, 役員, 所長 (00176364)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 亮治 公益財団法人実験動物中央研究所, 実験動物応用研究部, 室長 (60425436)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: iPS細胞 / 造血幹細胞 / 胸腺 / ヒト化マウス / 免疫不全マウス

Outline of Annual Research Achievements

ヒトiPS細胞よりヒト造血幹細胞およびヒト胸腺を分化・増殖させ、これらを重度免疫不全マウスに移植することにより、マウスの中でヒト免疫細胞が機能するヒト免疫系マウスを作製するのが本研究の目的である。研究期間４年間で、様々なヒト造血幹細胞およびヒト胸腺の分化条件の検討を行い、免疫不全マウスへの移植を行った。微量の造血幹細胞移植に適した免疫不全マウスとして、c-kitの変異を入れたNOG-W41マウスの開発を行った。造血幹細胞分化に関しては、Sugimuraらの方法(Sugimura R et al. Nature, 2017)とOhtaらの方法（Ohta, M. et al. J. Vis. Exp, 2019）を組み合わせた分化誘導の検討を行った。しかし、それら細胞 1 x 10^6 cellsのNOG、新規開発NOG-W41マウスへの骨髄または静脈内投与によっても、末梢血および脾臓等リンパ臓器にヒト造血細胞は検出できなかった。胸腺上皮細胞への分化および胸腺作製も十分な結果を得ることはできなかった。
一方で、新たに開発した昨年度開発したNOG-c-kitV831M (W41)マウスはヒト造血幹細胞移植のレシピエントとして極めて有用な免疫不全マウスであることが分かった。すなわち、NOG-W41マウスへの造血幹細胞移植はNOGマウスと比べ、X線照射をしなくても極めて少数の細胞でも生着すること、NOG-W41マウスに生着したヒト造血細胞はNOGマウスへ二次移植でき、その効率はNOGマウスの10倍に及ぶこと、加えて、NOG-W41マウスで分化したヒト血球系細胞は、好中球や血小板などNOGマウスではこれまでほとんど観察されなかった特定のミエロイド系細胞を末梢血中で検出できることが明らかにできた。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。