研究課題
基盤研究(B)
骨髄では造血幹細胞や前駆細胞がニッチ細胞に由来する種々のシグナルを受容して、必要に応じた細胞が供給される。骨髄内で造血幹細胞の運命決定が「いつ・どこで・どのように」なされるかの実際には不明な点が多い。本研究では技術基盤を整えつつ骨髄のin vivoイメージングを実施してこの命題に取り組み、ニッチ因子が造血幹細胞動態に及ぼす効果も明らかにしながら造血幹細胞の運命決定の実態を時空間的に解き明かす。
本研究は、骨髄内の造血幹細胞の細胞運命決定を明らかにするために、in vivoイメージング技術を駆使した。特に、多光子レーザー顕微鏡を用いて骨髄内の造血幹細胞やニッチ細胞の動態を時空間的に観察する技術を確立した。初年度には、生体骨髄内の各種ランドマークおよび造血幹細胞の同時可視化を達成し、第二年度には、定常時の造血幹細胞の時空間動態を詳細に解析し、ニッチの一つ、骨髄神経のマッピングを行った。最終年度には、慢性ストレス負荷時の造血幹細胞の時空間動態を解析し、ニッチ内のp53遺伝子の役割を見出した。これらの成果により、造血幹細胞の幹細胞性がニッチ細胞によって精緻に調節されることを明らかにした。
造血幹細胞とそのニッチの時空間的相互作用を明らかにしたことにより、造血幹細胞の動態や運命決定メカニズムに関する理解が進展した。さらに、慢性ストレスや老化が造血幹細胞に与える影響を明らかにすることで、骨髄移植や再生医療における幹細胞の利用可能性を高める重要な知見が得ることができた。本研究で確立した技術は、他の組織や細胞の研究にも応用可能であり、広範な生物医学研究の基盤技術として社会に貢献することが期待される。これにより、将来的な医療技術の革新と健康寿命の延伸に寄与することが期待される。
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