2016 Fiscal Year Annual Research Report

Megakaryocytes determine the cell fate of hematopoietic stem cells

Research Project

Project/Area Number	26713035
Research Institution	Kumamoto University
Principal Investigator	石津綾子熊本大学, 国際先端医学研究機構, 客員准教授 (10548548)
Project Period (FY)	2014-04-01 – 2018-03-31
Keywords	巨核球 / 造血幹細胞 / ニッチ / 分化 / ポドプラニン
Outline of Annual Research Achievements	恒常的な血球産生には骨髄において造血幹細胞の維持・増殖・分化は不可欠である。当研究は成熟血球である巨核球に焦点を当て、巨核球のニッチとしての作用及び造血幹細胞からの巨核球の分化の解明を目的としている。申請者はこれまで、巨核球が造血幹細胞を制御し、特にCLEC2分子に焦点をあて、報告した（Nakamura-Ishizu et. al., BBRC, 2014）（Nakamura-Ishizu et. al., JEM, 2015）。具体的には巨核球特異的CLEC２マウスを解析し、CLEC2による巨核球のニッチ機能のBroadな低下により、造血幹細胞の幹細胞機能の低下をきたしていることを提唱した。これに引き続き、本年度はCLEC2のリガンドであるポドプラニンの造血における役割を解析した。ポドプラニンの骨髄内での発現をフローサイトメトリー、qPCR、免疫組織染色にて確認し、ポドプラニンが骨髄内の骨芽細胞及び間葉系幹細胞に発現していることを認めた。これにより、骨芽細胞特異的ポドプラニン欠損マウス、間葉系幹細胞特異的ポドプラニン欠損マウスを飼育し、その造血組織の解析をすすめた。また、造血幹細胞からの巨核球分化の詳細なメカニズムを解析するため、シングルセルレベルでの造血幹細胞の分化状態を遺伝子発現解析、単一細胞の培養、競合的造血幹細胞移植により検証している。これらの解析にて骨髄における巨核球と造血幹細胞の関係性についてより深い理解を得たいと考えている。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 一昨年度、巨核球CLEC2が造血幹細胞の重要なニッチであることを論文にて報告した。この論文にて巨核球と造血幹細胞の相互関係に関して、基盤となる報告をすることができた。その中心のメカニズムとして巨核球に発現しているCLEC2分子の作用を解明した。しかし、CLEC2の受容体であるポドプラニンが骨髄でどのように巨核球を刺激しているのかは不明である。本年度は骨髄のポドプラニンの発現解析及び、特異的欠損マウスを用いた機能解析をさらに進めることができた。
Strategy for Future Research Activity	ポドプラニン欠損マウスの解析において、様々な造血組織内における造血幹前駆細胞の分布が変化することを認めた。今後、これらのマウスを用いてさらに詳細な造血解析をFlow cytometry、免疫組織染色にてすすめている。さらに、巨核球におけるThrombopoietinの産生の分子メカニズムにポドプラニンが関与しているかも解析していく。ポドプラニン・CLEC2の相互関係を解析する上で、これらの因子がthrobopoietinの骨髄内濃度を制御することで、骨髄が独自の局所的なニッチを介して造血幹細胞を制御することを解明していく。
Causes of Carryover	申請者は、2014年度に慶應義塾大学から熊本大学に移転した。そのため、この期間、マウスの搬送などにより実験が遅延し、その期間の未使用額が持ち越されている。また、糖研究費に対し、昨年度、国際共同研究加速基金の申請を行い、共同研究先のシンガポール大学への研究相談のため、国内を離れる期間が生じ未使用額が発生した。
Expenditure Plan for Carryover Budget	昨年度末に国際共同加速基金の使用が開始となり、今後は海外での共同研究体制が整い、研究を進めていく。国内での研究補助員の確保も予定しており、研究がさらに進むと考えている。