「かたち」と「うごき」に注目した造血幹細胞の分類・機能評価

• 研究課題/領域番号: 18K19570
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分54:生体情報内科学およびその関連分野
• 研究機関: 国立研究開発法人国立国際医療研究センター
• 研究代表者: 田久保 圭誉 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, 生体恒常性プロジェクト長 (50502788)
• 研究期間 (年度): 2018-06-29 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 造血幹細胞 / 造血前駆細胞 / 幹細胞性 / イメージング / 画像解析

研究成果の概要

造血幹細胞の「かたち」と「うごき」を測定する二次元プラットフォームの確立を行い、次いで表面マーカーに基づいて定常状態の造血幹細胞と多能性前駆細胞などの分化細胞をフローサイトメーターで単離したうえで、同プラットフォームで「かたち」と「うごき」のデータを経時的に収集した。また、分化マーカーの蛍光標識抗体を培養に加えておくことで分化のタイミング前後で「かたち」と「うごき」に変化があるか経時的に解析していく。得られたデータは画像解析プログラムを用いて定量的な解析を実施し、造血幹細胞固有の特徴を得ることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究より、表面マーカーに依存した細胞同定、という血液学研究の技術的ボトルネックの解消につながる成果が得られた。既存の手法とは全く違う方法からの細胞同定手法の萌芽が得られたといえ、造血分野にとどまらない創造的な外挿性・発展性のある技術への足掛かりになることが期待される。

研究成果

• [国際共同研究] University of Cambridge(英国)
• [国際共同研究] Karolinska Institutet(スウェーデン)
• [雑誌論文] Discrimination of dormant and active hematopoietic stem cells by G0 markers reveals dormancy regulation by cytoplasmic calcium. (2019)
  • 著者名/発表者名: 5.Fukushima T, Tanaka Y, Hamey FK, Chang CH, Oki T, Asada S, Hayashi Y, Fujino T, Yonezawa T, Takeda R, Kawabata KC, Fukuyama T, Umemoto T, Takubo K, Takizawa H, Goyama S, Ishihama Y, Honda H, Gottgens B, Kitamura T.
  • 雑誌名: Cell Rep 巻: 29 号: 12 ページ: 4144-4158
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2019.11.061
  • NAID: 120006892032
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Type I Interferon Delivery by iPSC-Derived Myeloid Cells Elicits Antitumor Immunity via XCR1+ Dendritic Cells. (2019)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya N, Zhang R, Iwama T, Ueda N, Liu T, Tatsumi M, Sasaki Y, Shimoda R, Osako Y, Sawada Y, Kubo Y, Miyashita A, Fukushima S, Cheng Z, Nakaki R, Takubo K, Okada S, Kaneko S, Ihn H, Kaisho T, Nishimura Y, Senju S, Endo I, Nakatsura T, Uemura Y.
  • 雑誌名: Cell Rep. 巻: 29 号: 1 ページ: 162-175
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2019.08.086
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Fasting-Refeeding Impacts Immune Cell Dynamics and Mucosal Immune Responses (2019)
  • 著者名/発表者名: Nagai M、Noguchi R、Takahashi D、Morikawa T、Koshida K、Komiyama S、Ishihara N、Yamada T、Kawamura YI.、Muroi K、Hattori K、Kobayashi N、Fujimura Y、Hirota M、Matsumoto R、Aoki R、Tamura-Nakano M、Sugiyama M、Katakai T、Sato S、Takubo K、Dohi T、Hase K
  • 雑誌名: Cell 巻: 178 号: 5 ページ: 1072-1087
  • DOI: 10.1016/j.cell.2019.07.047
  • 査読あり
• [雑誌論文] Environmental Optimization Enables Maintenance of Quiescent Hematopoietic Stem Cells Ex Vivo. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi H, Morikawa T, Okinaga A, Hamano F, Hashidate-Yoshida T, Watanuki S, Hishikawa D, Shindou H, Arai F, Kabe Y, Suematsu M, Shimizu T, Takubo K.
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 28 号: 1 ページ: 145-158
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2019.06.008
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ATP turnover and glucose dependency in hematopoietic stem/progenitor cells are increased by proliferation and differentiation (2019)
  • 著者名/発表者名: Watanuki Shintaro、Kobayashi Hiroshi、Sorimachi Yuriko、Yamamoto Masamichi、Okamoto Shinichiro、Takubo Keiyo
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 印刷中 号: 1 ページ: 287-294
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2019.04.123
  • 査読あり
• [雑誌論文] Potential involvement of semaphorin 3A in maintaining intervertebral disc tissue homeostasis (2019)
  • 著者名/発表者名: Mima Y, Suzuki S, Fujii T, Morikawa T, Tamaki S, Takubo K, Shimoda M, Miyamoto T, Watanabe K, Matsumoto M, Nakamura M, Fujita N.
  • 雑誌名: J Orthop Res 巻: 37 号: 4 ページ: 972-980
  • DOI: 10.1002/jor.24258
  • 査読あり / オープンアクセス
• [備考] 国立国際医療研究センター研究所生体恒常性プロジェクト公式ウェブサイト
  • URL: https://takubolab.com/