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クロマチン動態の差異に起因する造血幹細胞のサイトカイン応答パラドックス

研究課題

研究課題/領域番号 23K27628
補助金の研究課題番号 23H02937 (2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2023)
応募区分一般
審査区分 小区分54010:血液および腫瘍内科学関連
研究機関熊本大学

研究代表者

梅本 晃正  熊本大学, 国際先端医学研究機構, 特定事業教員 (50620225)

研究分担者 田中 洋介  熊本大学, 国際先端医学研究機構, 特任講師 (10509087)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)
2025年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2024年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2023年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワード造血幹細胞 / グルタミン代謝 / クロマチン状態
研究開始時の研究の概要

トロンボポイエチン(TPO) は造血幹細胞の自己複製分裂を誘導する一方で、巨核球・血小板への分化も誘導する。しかし、幹細胞がこれらの効果を使い分ける機構は未解明である。申請者は「幹細胞におけるTPO 応答の“パラドックス”」は「幹細胞分画内間のクロマチン動態の差異」に起因すると考え、本研究では同一刺激下において造血幹細胞が異なる応答・運命に至る機構として、「クロマチン動態を基軸としたサイトカイン応答制御」の概念を示すことを目的とする。さらに、造血幹細胞のクロマチン動態に準じたサイトカイン投与が骨髄造血回復療法の新たな治療戦略となる可能性を検証する。

研究実績の概要

トロンボポイエチン(TPO) は造血幹細胞の自己複製分裂を誘導する一方で、巨核球・血小板への分化も誘導する。しかし、幹細胞がこれらの効果を使い分ける機構は未解明である。最近、申請者らは骨髄抑制後の造血回復期における造血幹細胞の研究を通して、幹細胞はクロマチン動態を変化させ、分裂後の運命を「幹細胞」から「分化細胞」へ変えることを見出した。申請者は「幹細胞におけるTPO 応答の“パラドックス”」は「幹細胞間のクロマチン動態の差異」に起因すると考え、本研究では造血幹細胞の運命制御機構の一つとして「クロマチン動態を基軸としたサイトカイン応答」を新たに示すことを目的とする。さらに、「造血幹細胞のクロマチン動態に準じたサイトカイン投与」が骨髄造血回復療法の新たな治療戦略となる可能性を検証する。
当該年度は、「Glud1 阻害処理で維持された EPCRHigh 幹細胞」が「通常培養条件下で維持された EPCRHigh 幹細胞」と同等以上の幹細胞性を示すかを検討した。RNA-seq、ATAC-Seqでそれぞれ遺伝子発現パターンとクロマチン動態を比較したところ、両者に明確な差を見出せなかったが、移植実験では「Glud1 阻害処理で維持された EPCRHigh 幹細胞」がより優れた幹細胞機能を示した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

「Glud1 阻害処理で維持された EPCRHigh 幹細胞」の性状解析が順調に進んでいるため。

今後の研究の推進方策

来年度以降はGlud1阻害が幹細胞を維持する機構、幹細胞がグルタミン分解に頼らずに分裂出来る機構を明らかにしていく。

報告書

(1件)
  • 2023 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] MITOL deficiency triggers hematopoietic stem cell apoptosis via ER stress response2024

    • 著者名/発表者名
      Ma Wenjuan、Ahmad Shah Adil Ishtiyaq、Hashimoto Michihiro、Khalilnezhad Ahad、Kataoka Miho、Arima Yuichiro、Tanaka Yosuke、Yanagi Shigeru、Umemoto Terumasa、Suda Toshio
    • 雑誌名

      The EMBO Journal

      巻: 43 号: 3 ページ: 339-361

    • DOI

      10.1038/s44318-024-00029-0

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Metabolic regulation in erythroid differentiation by systemic ketogenesis in fasted mice2024

    • 著者名/発表者名
      Ma Wenjuan、Arima Yuichiro、Umemoto Terumasa、Yokomizo Tomomasa、Xu Yuqing、Miharada Kenichi、Tanaka Yosuke、Suda Toshio
    • 雑誌名

      Experimental Hematology

      巻: 129 ページ: 104124-104124

    • DOI

      10.1016/j.exphem.2023.10.003

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 骨髄造血再生期に学ぶ造血幹細胞の 自己複製誘導機構2024

    • 著者名/発表者名
      梅本 晃正
    • 学会等名
      第23回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Functional HSCs Preferentially Migrate to Spleen During Hematopoietic Regeneration2023

    • 著者名/発表者名
      Alban Johansson, Ahad Khalilnezhad, Hitoshi Takizawa, Hidenobu Mizuno, Toshio Suda, Terumasa Umemoto
    • 学会等名
      ISEH 52nd Annual Scientific Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Functional HSCs Preferentially Migrate to Spleen During Hematopoietic Regeneration2023

    • 著者名/発表者名
      Alban Johansson, Ahad Khalilnezhad, Hitoshi Takizawa, Hidenobu Mizuno, Toshio Suda, Terumasa Umemoto
    • 学会等名
      第85回日本血液学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Functional HSCs Preferentially Migrate to Spleen During Hematopoietic Regeneration2023

    • 著者名/発表者名
      Alban Johansson, Ahad Khalilnezhad, Hitoshi Takizawa, Hidenobu Mizuno, Toshio Suda, Terumasa Umemoto
    • 学会等名
      第20回幹細胞シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2023-04-18   更新日: 2024-12-25  

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