Role of bone marrow microenvironment for erythropoiesis

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K16107
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 54010:Hematology and medical oncology-related
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: Sakamoto Tatsuhiro 筑波大学, 附属病院, 病院講師 (60815398)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 骨髄微小環境 / 赤血球造血 / Nestin陽性細胞 / Notchシグナル / IL-6 / 局所炎症

Outline of Final Research Achievements

The BM microenvironment supporting　the hematopoiesis of each lineage has not remained unclear. In this research, we found that the Nestin-expressing cells in the bone marrow (BM) supported erythropoiesis in the BM specifically. The disruption of Notch signaling in Nestin-expressing cells impaired erythroid differentiation in the BM of the genetically modified mice. Additionally, in the BM of these mice, the erythroid-island-forming abilities of the macrophages were impaired. IL-6 hyperproduction was detected in these macrophages, and the anti-IL-6 receptor antibody could revert the impairment of erythropoiesis in the BM.

Free Research Field

血液学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまで骨髄における造血を支持する骨髄微小環境において各血球系統特異的な微小環境は明らかになっていなかった。本研究により骨髄微小環境構成細胞の一種であるNestin発現細胞特異的にNotchシグナルが欠損させた遺伝子改変マウスの骨髄で赤芽球造血が特異的に障害され、骨髄中の赤芽球島形成が障害され、赤芽球島を構成するマクロファージにおいてIL-6が過剰産生されていること、生体内における骨髄での赤芽球造血の障害が抗IL-6レセプター抗体の投与により改善することを示した。
赤芽球造血障害を起こす再生不良性貧血や骨髄異形成症候群などにおける病態解明、新規治療法の開発の端緒となる知見が得られたと考えている。