造血幹細胞を維持する微小環境（ニッチ）の形成と作用の分子機構の解明

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18H03998
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 長澤 丘司 大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (80281690)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 微小環境 / 組織幹細胞 / 発生・分化 / 再生医学

Outline of Annual Research Achievements

(A-1) CAR細胞の形成におけるNotchの役割。Notchファミリー受容体分子のCAR細胞の形成における役割を検討するため、Notchシグナル伝達に必須のRBPjkに注目し、胎生期以降の四肢の間葉系細胞と生後のCAR細胞でRBPjkを欠損するマウスを作製し、解析している。
(A-2) CAR細胞の形成に必須の新規分子の同定。CAR細胞の形成に重要な新規の分子（Foxc1の発現を誘導する分子を含む）を同定するために、Prx1-Cre/Foxc1 flox/floxマウスの新生児期のCAR前駆細胞と野生型マウスの骨芽細胞を分離してマイクロアレイと次世代シークエンサーにより比較した。その結果、runx1が遺伝子欠損マウスで発現量が低下し、CAR細胞特異的に発現することを見出し、CAR細胞特異的に欠損するマウスを作製し、解析している。
(B) CAR細胞の細胞突起が作るネットワークの役割の解明。CAR細胞は、カドヘリンファミリー分子のうち、N-カドヘリンとカドヘリン-11を高発現する。そこで、カドヘリン-11欠損マウスとN-カドヘリンflox/floxマウスの作製を完了し、胎生期以降の四肢の間葉系細胞で両遺伝子を欠損するマウスを作製し、解析している。
(C) CAR細胞の未分化性の維持と、骨芽細胞や脂肪細胞への分化の調節機構の解明。Wntファミリー分子に注目し、そのシグナル伝達に必須のβ-カテニン遺伝子をCAR細胞特異的に欠損するマウスの作製を進めた。
(D) ヒトのCAR細胞。CAR細胞は、マウスのみでなくヒトの骨髄にも存在することが明らかになり、本研究の医学研究における重要性が高まった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

発生過程でCAR細胞が形成される分子機構、CAR細胞の細胞突起のネットワークの役割と作用機構、CAR細胞の大部分で未分化性が維持されて一部が骨芽細胞や脂肪細胞に分化する分子機構の解明に向けて、順調に遺伝子の検索、それらの機能の解明のための遺伝子変異マウスの作製が進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

(A-1) CAR細胞の形成におけるNotchの役割。引き続き、Notchシグナル伝達に必須のRBPjkを四肢の間葉系細胞で欠損するPrx1-Cre-RBPjk flox/floxマウスを解析する。
(A-2) CAR細胞の形成に必須の新規分子の同定。Prx1-Cre/Foxc1 flox/floxマウスで発現量が低下し、CAR細胞特異的に発現するrunx1について、CAR細胞特異的に欠損するマウスを作製し解析する。
(B) CAR細胞の細胞突起が作るネットワークの役割の解明。引き続き、CAR細胞におけるカドヘリンの役割を検討するため、カドヘリン-11欠損マウスとN-カドヘリンを胎生期以降の四肢の間葉系細胞で欠損するマウスを作製し、解析する。
(C) CAR細胞の未分化性の維持と、骨芽細胞や脂肪細胞への分化の調節機構の解明。引き続き、β-カテニン遺伝子を成体のCAR細胞特異的に欠損するマウスを作製し、解析する。

Research Products

• [Journal Article] Group 2 innate lymphoid cells support hematopoietic recovery under stress conditions (2021)
  • Author(s): Sudo Takao、Motomura Yasutaka、Okuzaki Daisuke、Hasegawa Tetsuo、Yokota Takafumi、Kikuta Junichi、Ao Tomoka、Mizuno Hiroki、Matsui Takahiro、Motooka Daisuke、Yoshizawa Ryosuke、Nagasawa Takashi、Kanakura Yuzuru、Moro Kazuyo、Ishii Masaru
  • Journal Title: Journal of Experimental Medicine Volume: 218 Pages: e20200817
  • DOI: 10.1084/jem.20200817
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Identification of CXCL12-abundant reticular cells in human adult bone marrow. (2021)
  • Author(s): Aoki, K., Kurashige, M., Ichii, M., Higaki, K., Sugiyama, T., Kaito, T., Ando, W., Sugano, N., Sakai, T., Shibayama, H., HANDAI Clinical Blood Club, Takaori-Kondo, A., Morii, E., Kanakura, Y., and Nagasawa, T.
  • Journal Title: Br J Haematol. Volume: - Pages: -
  • DOI: 10.1111/bjh.17396
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] CXCR4 in tumor epithelial cells mediates desmoplastic reaction in pancreatic ductal adenocarcinoma. (2020)
  • Author(s): Morita, T., Kodama, Y., Shiokawa, M., Kuriyama, K., Marui, S., Kuwada, T., Sogabe, Y., Matsumori, T., Kakiuchi, N., Tomono, T., Mima, A., Ueda, T., Tsuda, M., Yamauchi, Y., Nishikawa, Y., Sakuma, Y., Ota, Y., Maruno, T., Uza, N., Nagasawa, T., Chiba, T., and Seno, H.
  • Journal Title: Cancer Res. Volume: 80 Pages: 4058-4070
  • DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-19-2745
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pathologic angiogenesis in the bone marrow of humanized sickle cell mice is reversed by blood transfusion. (2020)
  • Author(s): Park ,S.Y., Matte, A., Jung, Y., Ryu, J., Anand, W.B., Han, E.Y., Liu, M., Carbone, C., Melisi, D., Nagasawa, T., Locascio, J.J., Lin, C.P., Silberstein, L.E., and De Franceschi, L.
  • Journal Title: Blood. Volume: 135 Pages: 2071-2084
  • DOI: 10.1182/blood.2019002227
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Remodeling of light and dark zone follicular dendritic cells governs germinal center responses. (2020)
  • Author(s): Pikor, N.B., Morbe, U., Lutge, M., Gil-Cruz, C., Perez-Shibayama, C., Novkovic, M., Cheng, H.W., Nombela-Arrieta, C., Nagasawa, T., Linterman, M.A., Onder, L., and Ludewig, B.
  • Journal Title: Nat Immunol. Volume: 21 Pages: 649-659
  • DOI: 10.1038/s41590-020-0672-y
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Transient microglial absence assists postmigratory cortical neurons in proper differentiation. (2020)
  • Author(s): Hattori, Y., Naito, Y., Tsugawa, Y., Nonaka, S., Wake, H., Nagasawa, T., Kawaguchi, A., and Miyata, T.
  • Journal Title: Nat Commun. Volume: 11 Pages: 1631
  • DOI: 10.1038/s41467-020-15409-3
  • Peer Reviewed / Open Access