造血幹細胞の冬眠とそれを支える機構の解明

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21249059
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 中内 啓光 東京大学, 医科学研究所, 教授 (40175485)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大津 真 東京大学, 医科学研究所, 助教 (30361330)
• Keywords: 冬眠 / 造血幹細胞 / 骨髄ニッチ / FOXO転写因子 / 脂質ラフト

Research Abstract

初年度において我々は骨髄中に存在するnon-myelinating Schwann細胞がマウス造血幹細胞ニッチを構成する細胞の一つであることを明らかした。22年度はヒト造血幹細胞及びヒト骨髄環境を対象に研究を行った。目的としては、マウスと同様のメカニズムでヒト造血系ホメオスタシス維持の関与について解析を進めた。マウスを用いた実験においてTGF-βシグナルは造血幹細胞内のチロシンリン酸化シグナル伝達物質を不に制御することにより造血幹細胞を冬眠状態に誘導できた。また興味深いことに造血前駆細胞においてTGF-βシグナルは早期のアポトーシスを誘導することも確認できた。我々はヒト臍帯血中の造血幹/前駆細胞マーカーであるCD34陽性、CD38陰性分画の細胞をフローサイトメータにより分離し造血幹細胞の細胞分裂を促すサイトカインであるSCFとTPOを添加した培養液中で培養した。
その結果、約1%のCD34陽性、CD38陰性分画の細胞が冬眠状態を維持でき、残りの細胞はアポトーシスを起こした。これらの結果から臍帯血中に存在するCD34陽性、CD38陰性細胞の約1%がマウスと同様の冬眠維持機能を持っている未分化な造血幹細胞であることが示唆された。我々はTGF-β存在下で冬眠状態を維持できる細胞こそが造血幹細胞であるのではないかと考え、これらの細胞の本体を明らかにするべく研究を進めている。ヒト骨髄環境の解析では、ヒト骨髄生検を採取しSchwann細胞のマーカーであるGFAPタンパク質を抗体により免疫染色を行った。実際にヒト骨髄生検の組織においてもマウスと同様のGFAP陽性細胞が確認された。これらのデータはマウスと同様にヒト造血幹細胞においてもニッチ細胞がnon-myelinating Schwann細胞である可能性が示唆され、将来の幹細胞移植や白血病幹細胞の治療に向けて重要な治験が得られたと考えている。

Research Products

• [Journal Article] Development of defective and persistent sendai virus vector : a unique genedelivery/expression system ideal for cell reprogramming. (2011)
  • Author(s): Nishimura K, Sano M, OhtakaM, Furuta B, Umemura Y, Nakajima Y, Ikehara Y, Kobayashi T, Segawa H, Takayasu S, Sato H, MotomuraK, Uchida E, Kanayasu-ToyodaT, Asashima M, Nakauchi H, Yamaguchi T, Nakanishi M.
  • Journal Title: JBiol Chem Volume: 286 Pages: 4760-71
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Functional characterization of hematopoietic stem cells in the spleen. (2011)
  • Author(s): Morita Y, Iseki A, Okamura S, Suzuki S, Nakauchi H, Ema H.
  • Journal Title: Exp Hematol Volume: 39 Pages: 351-359
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Lnk regulates integrin alphallbbeta3 outside-in signaling in mouse platelets, leading to stabilization of thrombus development in vivo. (2010)
  • Author(s): Takizawa H, Nishimura S, Takayama N, Oda A, Nishikii H, Morita Y, Kakinuma S, Yamazaki S, Okamura S, Tamura N, Goto S, Sawaguchi A, Manabe I, Takatsu K, NakauchiH, Takaki S, Eto K.
  • Journal Title: J Cln Invest Volume: 120 Pages: 179-190
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Tissue type plasminogen activator regulates myeloid-cell dependent neoangiogenesis during tissue regeneration. (2010)
  • Author(s): Ohki M, Ohki Y, Ishihara M, Nishida C, Tashiro Y, AkiyamaH, Komiyama H, Lund LR, NittaA, Yamada K, Zhu Z, Ogawa H, Yagita H, Okumura K, NakauchiH, Werb Z, Heissig B, Hattori K.
  • Journal Title: Blood Volume: 115 Pages: 4302-12
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Poised lineage specification in multipotential hematopoietic stem and progenitor cells by the polycomb protein Bmil. (2010)
  • Author(s): Oguro H, Yuan J, Ichikawa H, Ikawa T, Yamazaki S, Kawamoto H, Nakauchi H, Iwama A.
  • Journal Title: Cell Stem Cell Volume: 6 Pages: 279-286
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Gain-of-function c-CBL mutations associated with uniparental disomy of 11q in myeloid neoplasms. (2010)
  • Author(s): Ogawa S, Sanada M, Shih LY, Suzuki T, Otsu M, Nakauchi H, Koeffler HP.
  • Journal Title: Cell Cycle Volume: 9
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] FET family proto-oncogene Fus contributes to self-renewal of hematopoietic stem cel. (2010)
  • Author(s): Sugawara T, Oguro H, NegishiM, Morita Y, Ichikawa H, IsekiT, Yokosuka 0, Nakauchi H, Iwama A.
  • Journal Title: Exp Hematol Volume: 38 Pages: 696-706
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Heterogeneity and hierarchy within the most primitive hematopoietic stem cell compartment. (2010)
  • Author(s): Morita Y, Ema H, Nakauchi H.
  • Journal Title: J Exp Med Volume: 207 Pages: 1173-1182
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rat transgenesis via embryonic stem cells electroporated with the Kusabira-orange gene (2010)
  • Author(s): Hirabayashi M, Kato M, Sanbo M, Kobayashi T, Hochi S, Nakauchi H.
  • Journal Title: Mol Reprod Dev Volume: 77 Pages: 474
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Downregulation of ZEB1 and overexpression of Smad7 contribute to resistance to TGF-betal-mediated growth suppression in adult T-cell leukemia/lymphoma. (2010)
  • Author(s): Nakahata S, Yamazaki S, Nakauchi H, Morishita K.
  • Journal Title: Oncogene Volume: 29 Pages: 4157-69
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Deregulated intracellular signaling by mutated c-CBL in myeloid neoplasms. (2010)
  • Author(s): Ogawa S, Shih LY, Suzuki T, Otsu M, Nakauchi H, KoefflerHP, Sanada M.
  • Journal Title: Clin Cancer Res Volume: 16 Pages: 3825-3831
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mice lacking Dok-1, Dok-2, and Dok-3 succumb to aggressive histiocytic sarcoma. (2010)
  • Author(s): Mashima R, Honda K, Yang Y, Morita Y, Inoue A, Arimura S, Nishina H, Ema H, Nakauchi H, Seed B, Oda H, Yamanashi Y.
  • Journal Title: Lab Invest Volume: 17 Pages: 271-5
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Reprogramming adult hematopoietic cells. (2010)
  • Author(s): Kaneko S, Otsu M, Nakauchi H.
  • Journal Title: Curr Opin Hematol Volume: 17 Pages: 271-275
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hair follicle stem cells provide a functional niche for melanocyte stem cells. (2010)
  • Author(s): Tanimura S, Tadokoro Y, Inomata K, Binh NT, Nishie W, Yamazaki S, Nakauchi H, Tanaka Y, McMillan JR, Sawamura D, Yancey K, ShimizuH, Nishimura EK.
  • Journal Title: Cell Stem Cell Volume: 4 Pages: 177-87
  • Peer Reviewed