脾臓間葉系幹細胞の同定ならびに再生治療への応用基盤の確立

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25292194
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 後飯塚 僚 東京理科大学, 生命医科学研究所, 教授 (50301552)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 間葉系幹細胞 / 発生 / 再生 / 転写因子 / リンパ器官

Outline of Annual Research Achievements

脾臓初期発生に必須の転写因子であるTlx1の遺伝子座にCreER-Venusをノックインしたマウスを用いて、Tlx1の発現を指標として脾臓間葉系細胞の起源ならびに機能について解析を行った。その結果、Tlx1発現細胞は脾臓にのみ存在する間葉系細胞であり、線維性細網細胞、濾胞樹状細胞、赤脾髄線維芽細胞などの成熟ストローマ細胞マーカーを発現せず、リンホとキシンβ受容体、血小板由来増殖因子受容体(PDGFRα/β)ならびにCD105陽性の間葉系幹細胞様の性状を示した。また、胎仔期、新生仔期ならびに成体脾臓のTlx1発現細胞の分化運命をRosa26-tdTomatoマウスを用いて追跡した結果、Tlx1発現細胞は、線維性細網細胞、濾胞樹状細胞、辺縁帯細網細胞ならびに赤脾髄線維芽細胞に分化する能力を有することが明らかになった。また、腎臓被膜下に移植した新生仔脾臓被膜から脾臓が再生する過程においても、Tlx1発現細胞は様々な成熟脾臓間葉系細胞に分化することから、Tlx1発現細胞は成体においても脾臓微小環境の維持に必須の脾臓特異的間葉系幹細胞として機能することが示唆された。

Current Status of Research Progress

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

Reason

当初の研究目標の項目１「Tlx1を発現する脾臓間葉系細胞の脾臓微小環境形成における役割の解明」については、免疫反応ならびに髄外造血などの状況以外の、発生ならびに再生過程におけるTlx1発現細胞からの間葉系細胞の分化について明らかにした。
項目２「脾臓間葉系細胞株の樹立とその分化能などの性状の解明」については、Tlx1発現脾臓間葉系細胞株の樹立には成功していないが、脾臓に存在するTlx1発現細胞の表面抗原や遺伝子発現解析は終了した。単離した細胞の間葉系細胞系列（脂肪細胞、骨細胞、軟骨細胞）への分化能については脂肪細胞への分可能を確認しているが、それ以外の細胞への分化については現在検討中である。
項目３「脾臓間葉系細胞の形成ならびに機能の転写因子による制御機構の解明」については、現在、脾臓間葉系細胞特異的Meis1, pKnox1欠損マウスを作製し、解析を行っているところである。
項目４「腎被膜下移植法を用いた脾臓間葉系細胞による免疫および造血ニッチ再構成系の確立」については、Tlx発現細胞単独での再構築には成功していないが、新生仔脾臓被膜を腎被膜下へ移植する系で、Tlx発現細胞が脾臓の再構築に関与していることを明らかにしている。

Strategy for Future Research Activity

1) 免疫反応や髄外造血など脾臓微小環境がダイナミックに変動する過程におけるTlx1発現細胞の分化や機能について解析を行う。
2)単離したTlx1発現細胞の間葉系細胞系列（脂肪細胞、骨細胞、軟骨細胞）への分化能についてより詳細に解析を行う。
3)脾臓間葉系細胞特異的Meis1, pKnox1欠損マウスを用いて、Tlx1発現細胞の機能をより詳細に明らかにする。
4)Tlx1発現細胞を除去することの脾臓再構築に及ぼす影響について明らかにする。

Causes of Carryover

Tlx1-floxマウスを購入する予定だったが、ES細胞の品質管理の段階で不備が見つかり、購入ならびに輸送に関わる支出が発生しなかったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

購入せずに、独自にTlx1-floxマウスの作製準備を行っており、その経費として使用する。

Research Products

• [Journal Article] Promotion of crystalline cellulose degradation by expansins from Orysa sativa. (2015)
  • Author(s): Seki, Y., Kikuchi, Y., Yoshimoto, R., Aburai, K., Kanai, Y., Ruike, T., Iwabata, K., Goitsuka, R., Sugawara, F., Abe, M., and Sakaguchi, K.
  • Journal Title: Planta Volume: 241 Pages: 83-93
  • DOI: 10.1007/s00425-014-2163-6
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Generation of a Tlx1CreER-Venus knock-in mouse strain for the study of spleen development. (2014)
  • Author(s): 1.Nakahara, R., Kawai, Y., Oda, A., Nishimura, M., Murakami, A., Azuma, T., Kaifu, T. and Goitsuka, R.
  • Journal Title: Genesis Volume: 52 Pages: 916-923
  • DOI: 10.1002/dvg.22829.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Meis1 regulates epidermal stem cells and is required for skin tumorigenesis. (2014)
  • Author(s): Okumura, K., Saito, M., Aoto, Y., Hachiya, T., Sakakibara, Y., Katsuragi, Y., Hirose, S., Kominami, R., Goitsuka, R., Nakamura, T. and Wakabayashi, Y.
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 9 Pages: e102111
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0102111
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] ホメオドメイン転写因子Tlx1は脾臓原基間葉系細胞の分化運命を規定する。 (2015)
  • Author(s): 笠原透、中原亮、野津智尋、小田朗永、後飯塚僚
  • Organizer: 第25回学術集会Kyoto T cell conference
  • Place of Presentation: 京都大学芝蘭会館（京都）
  • Year and Date: 2015-05-15 – 2015-05-16
• [Presentation] ホメオドメイン転写因子Tlx1は赤脾髄における赤芽球・マクロファージの維持に関与する (2015)
  • Author(s): 小田朗永、笠原透、野津智尋、後飯塚僚（
  • Organizer: 第25回学術集会Kyoto T cell conference
  • Place of Presentation: 京都大学芝蘭会館（京都）
  • Year and Date: 2015-05-15 – 2015-05-16
• [Presentation] Contribution of Tlx1-expresssing mesenchymal cells to splenic microenvironment formation during organogenesis and regeneration. (2015)
  • Author(s): Akihisa Oda, Ryo Nakahara, Chihiro Notsu, and Ryo Goitsuka
  • Organizer: Venice Thymus Meeting 2015
  • Place of Presentation: Venice International University (Venice)
  • Year and Date: 2015-04-09 – 2015-04-13
• [Presentation] sotype-specific regulation of antibody secretion and affinity maturation during immune response to (4-hydroxy-3-nitrophenyl acetyl; NP) hapten. (2014)
  • Author(s): Yasuyuki Tashiro, Ryo Goitsuka and Takachika Azuma
  • Organizer: 第43回日本免疫学会学術集会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館（京都）
  • Year and Date: 2014-12-10 – 2014-12-12
• [Presentation] The role of postnatal mesenchymal cell population retaining a potential to give rise to various types of mature stromal cells in the spleen. (2014)
  • Author(s): Akihisa Oda, Ryo Nakahara, Chihiro Notsu, Toru Kasahara, and Ryo Goitsuka
  • Organizer: 第43回日本免疫学会学術集会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館（京都）
  • Year and Date: 2014-12-10 – 2014-12-12
• [Presentation] Contribution of Tlx1-expresssing mesenchymal cells to splenic microenvironment formation during organogenesis and regeneration. (2014)
  • Author(s): Ryo Nakahara, Chihiro Notsu, Akihisa Oda, and Ryo Goitsuka
  • Organizer: 第37回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜）
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [Presentation] eis1 is a crucial regulator of epidermal stem cell maintenance and skin carcinogenesis (2014)
  • Author(s): Yuichi Wakabayashi, Kazuhiro Okumura, Megumi Saito, Yoshimasa Aoto, Yasubumi Sakakibara, Ryo Kominami, Ryo Goitsuka, Takuro Nakamura, and Eriko Isogai
  • Organizer: 第37回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜）
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [Presentation] Role of Meis1 in the cerebellar development (2014)
  • Author(s): Tomoo Owa, Shinichiro Taya, Tomoki Nishioka, Takuro Nakamura, Ryo Goitsuka, Kozo Kaibuchi, Mikio Hoshino
  • Organizer: 第37回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜）
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [Presentation] 脾臓の微小環境を構成する間葉系細胞の起源と機能 (2014)
  • Author(s): 後飯塚僚
  • Organizer: 第157回日本獣医学会学術集会
  • Place of Presentation: 北海道大学高等教育推進機構（札幌）
  • Year and Date: 2014-09-09 – 2014-09-12
• [Presentation] 成体脾臓微小環境の維持におけるTlx1発現間葉系細胞の役割. (2014)
  • Author(s): 小田朗永、野津智尋、中原亮、後飯塚僚
  • Organizer: 第24回学術集会Kyoto T cell conference
  • Place of Presentation: 京都平安ホテル（京都）
  • Year and Date: 2014-05-16 – 2014-05-17
• [Remarks] 東京理科大学 生命医科学研究所/大学院 生命科学研究科 発生及び老化研究部門
  • URL: http://www.ribs.tus.ac.jp/laboratories/block05/