Development of a method to induce maturation of fetal hematopoietic stem cells

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K08431
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 54010:Hematology and medical oncology-related
• Research Institution: National Center for Global Health and Medicine
• Principal Investigator: Kobayashi Hiroshi 国立研究開発法人国立国際医療研究センター, その他部局等, 研究員 (10749542)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 造血幹細胞 / 幹細胞成熟 / 遺伝子・細胞治療 / 再生医療

Outline of Final Research Achievements

Differences in Environmental Responsiveness between Fetal and Adult Hematopoietic Stem Cells: Adult HSC markers change under various culture conditions. Cpne2 shows gradual maturation when co-cultured with mesenchymal cells. Ndrg1 expression, induced by mesenchymal cell factors, suppresses part of the HSC maturation process.
Long-term Culture of Fetal Hematopoietic Stem Cells: Fetal HSCs can be maintained for over 500 days without significant changes, demonstrating the feasibility of long-term culture.
Identification of Maturation and Quiescence Factors: The maintenance ability of HSCs was compared among eight mesenchymal cell lines, identifying genes correlated with maintenance. Overexpression experiments and inhibitor screenings are ongoing to understand HSC maintenance and maturation. Research on gene editing of HSCs has also been published.

Free Research Field

血液、腫瘍内科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究によって、造血幹細胞の成熟過程および培養に伴う機能変化の分子基盤が同定され、それを外的環境の調整で静止期・増殖期の性質を制御する方法論がもたらされることで、造血発生に関連する造血・免疫疾患の病態生理が明らかになり、関連した診断技術の基盤が創出されると期待される。また、限られた造血幹細胞移植ソースを増幅する際に、造血幹細胞を機能損失することなく安全に体外で増幅を維持する技術が開発されることが期待される。これらの技術開発により、従来治療法の限られた先天性免疫不全症や先天性代謝疾患にも造血幹細胞移植の適用範囲が拡大し、移植を必要とする患者への治療の提供が向上する可能性がある。