| 研究課題/領域番号 |
21K08383
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分54010:血液および腫瘍内科学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人国立国際医療研究センター |
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研究代表者 |
森川 隆之 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, 上級研究員 (80465012)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 造血幹細胞 / 酸素 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
造血幹細胞 (HSC) 周囲の酸素環境はその幹細胞性において重要な因子のひとつであることが知られているが、HSCの存在する骨髄の酸素分圧の実態と、それがどのように形成・維持されているかは明らかでない。本申請課題では骨髄の生理的低酸素環境の実態を酸素分圧の生体イメージングにより明らかにし、骨髄で産生される血管作動性因子による局所酸素分圧調節のメカニズムを探る。さらにこの酸素分圧調節機構のHSCの遊走能の維持における役割について精査することで、骨髄の酸素環境の制御システムが造血を支える新たな一因子となりえるか検証する。
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| 研究実績の概要 |
初年度、次年度に得られたデータから骨髄では血管内皮型一酸化窒素産生酵素 (eNOS) が産生する血管拡張因子である一酸化窒素 (NO) が血流を制御することで、生理的酸素環境が保たれていることが示唆された。これらの知見を踏まえ最終年度ではeNOSシグナリング経路による骨髄酸素レベルの制御機構の造血幹細胞 (HSC) の遊走における役割を明らかにすることを目標とした。まず麻酔下のマウス骨髄内でのHSCの挙動をリアルタイムで可視化するため、多光子レーザー顕微鏡を用いた生体イメージングのシステムにより、頭蓋骨骨髄で蛍光標識されたHSCの挙動を3次元でトラッキング可能な実験系を構築した。この実験系を用いてNOによる酸素環境維持におけるHSCの骨髄内動態に及ぼす影響を精査するため、NO産生阻害剤L-NAME投与時のHSCの挙動を精査したところ、コントロール群と比較してL-NAME投与群ではHSCの速度、移動距離ともに半減した。またこのL-NAME投与によるHSCの挙動の低下は、100%酸素吸入によりコントロール群と同レベルまで回復した。さらに酸素濃度低下によるHSCの細胞運動能の変化を検証するため、in vitroでのトラッキングアッセイを行った。HSCをセルソーターで分取後、ラミニンコート96 wellプレートに播種し、酸素分圧可変チャンバーを実装した共焦点レーザー蛍光顕微鏡で培養中酸素分圧が高い環境と低い環境とでHSCの挙動を追ったところ、HSCの平均速度は1%から3%の酸素濃度において酸素濃度依存的に変化した。これらの結果からHSCの骨髄における遊走能はNOがもたらす生理的酸素環境によって保たれている可能性が示唆された。
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