Elucidation of the formation and the maintenance of hematopoietic cell clusters, which contain hematopoietic stem cells, along with endothelial cells of the dorsal aorta in midgestation mouse embryos

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26440118
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 信久 幾夫 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 准教授 (40332879)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: AGM / hematopoiesis / Sox17 / VE-Cad

Outline of Annual Research Achievements

マウスの発生過程で最初に造血幹細胞を認める大動脈-生殖原基-中腎(AGM)領域において、造血幹細胞の発生に関わる血管内皮細胞に隣接する血液細胞塊の細胞に、転写因子 Sox17を強制発現すると、長期造血再建能をもつ造血幹細胞を含む血液細胞塊を in vitroで多数得ることが出来る。この細胞塊の形成及び造血幹細胞を産生・維持する目的で、本年度は以下の研究を行った。
① 平成26年度にSox17遺伝子座に蛍光タンパク質であるmCherryをSox17と融合タンパク質を発現する様に挿入したマウスの胎生10.5日目AGMの凍結切片の抗体染色を用いた発現解析を行った。本年度は、ホールマウント免疫染色法を用いた共焦点顕微鏡による観察の系を構築し、胎生10.5日目大動脈において一部の血管内皮細胞および血液細胞塊の血管内皮細胞に近い細胞で Sox17の発現を認めた。
② 上記で報告したホールマウント免疫染色法を用いた解析により、 血管内皮細胞のマーカー蛋白質であるVE-cad、 Sox17の下流遺伝子であるNotch1についても、胎生10.5日目の血液細胞塊とりわけ血管内皮細胞に近い細胞での発現を観察した。加えて一部の血液細胞塊の細胞が、VE-CadherinとSox17を共発現することを示した。
③ 平成26年度にSox17により発現が誘導されるNotch1の細胞内領域およびさらに下流遺伝子であるHes1について、血液細胞塊の構成細胞に導入すると未分化性が維持されることを明らかとした。さらに、Sox17を導入した細胞について、レトロウイルスを用いた RNA干渉法によりNotch1あるいはHes1の発現をそれぞれ低下させたところ、未分化性の低下が観察された。以上の結果より、血液細胞塊においてはNotchシグナルが未分化性に重要であることが示唆される。

Research Products

• [Journal Article] Thrombopoietin contributes to the formation and the maintenance of hematopoietic progenitor-containing cell clusters in the aorta-gonad-mesonephros region. (2017)
  • Author(s): Harada K, Nobuhisa I, Anani M, Saito K, and Taga T.
  • Journal Title: Cytokine Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • DOI: 10.1016/j.cyto.2017.02.012.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A synthetic polymer scaffold reavels the self-maintenance strategies of rat glioma stem cells by organization of the advantageous niche. (2016)
  • Author(s): Tabu K, Muramatsu N, Mangani C, Wu M, Zhang R, Kimura T, Terashima K, Bizen N, Kimura R, Wang W, Murota Y, Kokubu Y, Nobuhisa I, Kagawa T, Kitabayashi I, Bradley M, and Taga T.
  • Journal Title: Stem Cells Volume: 34 Pages: 1151-1162
  • DOI: 10.1002/stem.2299
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Maintenance of hematopoietic stem and progenitor cell phenotype of intra-aortic cell clusters in the AGM region through the Sox17-Notch1-Hes1 axis. (2016)
  • Author(s): 齋藤清香, 信久幾夫, Anani Maha, 原田果歩, 髙橋聡美, Lickert Heiko, 金井正美, 金井克晃, 田賀哲也.
  • Organizer: 第39回分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィッコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [Presentation] Involvement of transcription factor Sox17-mediated expression of adhesion molecules in hematopoietic cell cluster formation in midgestation mouse dorsal aorta. (2016)
  • Author(s): 髙橋聡美, 信久幾夫, 齋藤清香, 田賀哲也.
  • Organizer: 第39回分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィッコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [Presentation] Mechanism of maintaining hematopoietic stem and progenitor cell phenotype of intra-aortic cell clusters in the AGM region through the Sox17- Notch1-Hes1 axis. (2016)
  • Author(s): 齋藤清香, 信久幾夫, Anani M, 原田果歩, 髙橋聡美, 田賀哲也.
  • Organizer: 第14回幹細胞シンポジウム
  • Place of Presentation: 淡路夢舞台（兵庫県・淡路市）
  • Year and Date: 2016-05-20 – 2016-05-21
• [Remarks] 東京医科歯科大学 難治疾患研究所 幹細胞制御分野
  • URL: http://www.tmd.ac.jp/mri/scr/index.html