生体異物相互作用の場としてのいわゆるニッチを介した造血幹細胞動態の制御と加齢影響

• 研究課題/領域番号: 24590467
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 実験病理学
• 研究機関: 国立医薬品食品衛生研究所
• 研究代表者: 平林 容子 国立医薬品食品衛生研究所, 安全性生物試験研究センター毒性部, 室長 (30291115)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 造血幹・前駆細胞 / 幹細胞ニッチ / 生体異物相互作用 / 細胞周期 / 酸化ストレス / 酸化的ストレス

研究成果の概要

生体異物相互作用の場としても知られるいわゆるニッチを介した造血幹・前駆細胞の維持機構として、発達・成長途中で造血幹・前駆細胞の静止期分画が確立し、その後老年期に至る長期間その大きさが一定に維持される機構の存在を発見した。この機構の解析を目的として、１）これまで造血幹・前駆細胞の維持に関わることを示してきた種々の遺伝子改変動物による解析、２）電離放射線を含む生体異物の曝露による酸化的障害誘発条件下での造血幹・前駆細胞やその支持組織に対する細胞・分子生物学的解析、３）これらへの加齢影響、について検討し、造血幹・前駆細胞の分化段階に応じて機能的に異なる制御／防御システムの存在が示唆される結果を得た。

研究成果

• [雑誌論文] Experimentally induced, synergistic late effects of a single dose of radiation and aging: significance in LKS fraction as compared with mature blood cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirabayashi, Y. Tsuboi, I. Nakachi, K. Kusunoki, Y. Inoue, T.
  • 雑誌名: J Appl Toxicol 巻: 35 号: 3 ページ: 230-40
  • DOI: 10.1002/jat.3088
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Radiation-induced, cell cycle-related gene expression in aging hematopoietic stem cells: enigma of their recovery (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirabayashi, Y.
  • 雑誌名: Ann N Y Acad Sci 巻: 1310 号: 1 ページ: 69-73
  • DOI: 10.1111/nyas.12401
  • 査読あり
• [雑誌論文] Age-related decline of mast cell regeneration in senescence-accelerated mice (SAMP1) after chemical myeloablation due to senescent stromal cell impairment (2012)
  • 著者名/発表者名: Tsuboi I., Harada T., Hirabayashi Y., Kanno J., Inoue T., Aizawa S.
  • 雑誌名: Exp Biol Med 巻: 237 号: 11 ページ: 1289-1297
  • DOI: 10.1258/ebm.2012.012158
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neopterin, inflammation-associated product, prolongs erythropoiesis suppression in aged SAMP1 mice due to senescent stromal-cell impairment (2012)
  • 著者名/発表者名: Aisaki, K., et al
  • 雑誌名: Exp Biol Med (Maywood) 巻: 237 号: 3 ページ: 279-86
  • DOI: 10.1258/ebm.2011.011303
  • 査読あり
• [学会発表] 放射線障害の未分化造血幹・前駆細胞に限局した照射週齢に依存しない遷延性変化とその加齢影響：細胞動態と遺伝子発現プロファイル (2015)
  • 著者名/発表者名: 平林 容子、壷井 功、五十嵐勝秀、菅野 純、楠 洋一郎
  • 学会等名: 第42回日本毒性学会学術年会
  • 発表場所: 石川県立音楽堂 （金沢市）
  • 年月日: 2015-07-01
• [学会発表] Connexin 32 maintains stemness of hematopoiesis: Maintaining cell cycling ratio and reconstitution capability (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirabayashi Y, Yoon BI, Tsuboi I, Kanno J, Trosko JE, Inoue T
  • 学会等名: The 13th Annual meeting for the International Society for Stem Cell Research
  • 発表場所: Stockholm, Sweden
  • 年月日: 2015-06-24
• [学会発表] マウス造血幹・前駆細胞に限局する照射週齢に依存しない放射線の遷延効果と加齢影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 平林 容子、壷井 功、菅野 純、楠 洋一郎、井上 達
  • 学会等名: 第104回日本病理学会総会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場 （名古屋市）
  • 年月日: 2015-05-02
• [学会発表] Radiation and Senescence: 2-Gy Whole-Body Irradiation Causes Prolonged Acceleration of Cell-Cycle in Hemopoietic Progenitors (CFU-GM) after Its Numerical Recovery (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirabayashi Y, Tsuboi I, Kanno J, Kusunoki Y, Inoue T
  • 学会等名: Society of Toxicology 54th Annual Meeting & ToxExpo
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2015-03-23
• [学会発表] コネクシン32の造血幹細胞維持機構：連続移植による骨髄再建能 (2014)
  • 著者名/発表者名: 平林容子, 壷井功, 尹秉一, 菅野純, 井上達
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜 （横浜市）
  • 年月日: 2014-11-25
• [学会発表] Long-lasting residual damage of murine hematopoietic stem/progenitor cells after 2Gy irradiation (2014)
  • 著者名/発表者名: 平林容子, 壷井功, 菅野純, 楠洋一郎, 井上達
  • 学会等名: 第76回日本血液学会総会
  • 発表場所: 大阪国際会議場 （大阪市）
  • 年月日: 2014-10-31
• [学会発表] アリールハイドロカーボン受容体を介した造血幹・前駆細胞の維持機構. (2014)
  • 著者名/発表者名: 平林容子, 尹秉一, 壷井功, 藤井義明, 菅野純
  • 学会等名: 第73回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜 （横浜市）
  • 年月日: 2014-09-27
• [学会発表] 放射線障害の造血に対する遷延性効果とその加齢影響：遺伝子発現プロファイルに見られる特徴 (2014)
  • 著者名/発表者名: 平林容子
  • 学会等名: 第29回老化促進モデルマウス(SAM)研究協議会
  • 発表場所: 東京都健康長寿医療センター （東京都）
  • 年月日: 2014-07-06
  • 招待講演
• [学会発表] 放射線障害の未分化造血幹・前駆細胞に限局した遷延性変化とその加齢影響：遺伝子発現プロファイル (2014)
  • 著者名/発表者名: 平林容子, 壷井功, 五十嵐勝秀, 菅野純, 楠洋一郎, 井上 達
  • 学会等名: 第41回日本毒性学会学術年会
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター （神戸市）
  • 年月日: 2014-07-03
• [学会発表] Connexin 32 Maintains Stemness of Hematopoiesis: Maintaining the bone-marrow reconstitution capability in secondary recipients (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirabayashi Y, Yoon BI, Tsuboi I, Kanno J, Trosko JE, Inoue T
  • 学会等名: The 12th Annual meeting for the International Society for Stem Cell Research
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 2014-06-19
• [学会発表] 放射線による遷延効果に対する加齢影響： 造血幹・前駆細胞の動態と 遺伝子発現プロファイル (2014)
  • 著者名/発表者名: 平林 容子、壷井 功、菅野 純、楠 洋一郎、井上 達
  • 学会等名: 第103回日本病理学会総会
  • 発表場所: 広島国際会議場 （広島市）
  • 年月日: 2014-04-24
• [学会発表] Connexin 32 Maintains Stemness of Hematopoiesis (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirabayashi, Y. Yoon, B.I. Tsuboi, I. Kanno, J. Trosko, J.E. Inoue, T.
  • 学会等名: Society of Toxicology 53rd Annual Meeting & ToxExpo
  • 発表場所: Phoenix
• [学会発表] Apoptosis-related gene-expression-profiling of hematopoietic stem/progenitor cells after radiation exposure (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirabayashi, Y.
  • 学会等名: The Bone Marrow Niche, Stem Cells, and Leukemia: Impact of Drugs, Chemicals, and the Environment
  • 発表場所: New York City
  • 招待講演
• [学会発表] ベンゼンが惹起する造血障害の分子病理学：C57BL/6系及びC3H/He系マウスにおける障害制御シグナルの異同 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平林容子, 尹秉一, 五十嵐勝秀, 菅野純, 井上達
  • 学会等名: 第102回日本病理学会総会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] Regulatory function of hematopoietic stem/progenitor cells though the aryl hydrocarbon receptor. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirabayashi, Y. Yoon, B.I. Tsuboi, I. Kanno, J. Fujii-Kuriyama, Y. Inoue, T.
  • 学会等名: The 11th Annual meeting for the International Society for Stem Cell Research (ISSCR)
  • 発表場所: Boston
• [学会発表] アリールハイドロカーボン受容体を介した造血幹・前駆細胞の制御機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平林容子，尹 秉一，五十嵐勝秀，菅野 純，藤井義明，井上 達
  • 学会等名: 第40回日本毒性学会学術年会
  • 発表場所: 幕張
• [学会発表] Role of Connexin 32 In Hematopoiesis: Maintaining Mechanism of Quiescent Hematopoietic Stem Cells and Their Simultaneous Steady-State Proliferation (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirabayashi, Y. Tsuboi, I. Yoon, B.I. Kanno, J. Trosko, J.E. Inoue, T.
  • 学会等名: The XIII International Congress of Toxicology (ICT2013)
  • 発表場所: Seoul, Korea
• [学会発表] Radiation and senescence: cell cycle of primitive hematopoietic progenitor cells (CFU-S13) accelerated in 2-Gy whole-body irradiated senescent mice, which shows deceleration during aging in the steady state (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirabayashi, Y. Tsuboi, I. Kanno, J. Kusunoki, Y. Inoue, T.
  • 学会等名: The 42nd Annual meeting for the International Society for Hematology and Stem Cells (ISEH)
  • 発表場所: Vienna, Austria
• [学会発表] 若齢期単回全身照射後の加齢に伴うマウス造血幹・前駆細胞の細胞動態の反応性亢進とその分子背景 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平林容子, 壷井功, 楠洋一郎, 菅野純
  • 学会等名: 第72回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Synergistic effects of radiation and senescence on cell cycle of immature hematopoietic progenitors. (2013)
  • 著者名/発表者名: 平林容子, 壷井功, 菅野純, 楠洋一郎, 井上達
  • 学会等名: 第75回日本血液学会総会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] Gene expression profiling of hematopoietic stem/progenitor cells in elderly mice after a single dose of whole-body irradiation at 6 weeks of age. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirabayashi Y, Tsuboi I, Igarashi K, Kanno J, Inoue T
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] Role of Connexin 32 in Hematopoiesis: maintaining quiescence of hematopoietic stem cells and their proliferation (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirabayashi, Y. Tsuboi, I. Yoon, B.I. Kanno, J. Trosko, J.E. Inoue, T.
  • 学会等名: 55th ASH Annual Meeting and Exposition
  • 発表場所: New Orleans
• [学会発表] Differences in regulation of gene expression profiles of the bone marrow between C57BL/6 and C3H/He mice after benzene treatment.
  • 著者名/発表者名: Hirabayashi, Y., Yoon, B.I., Igarashi, K., Kanno, J., Inoue, T.
  • 学会等名: Society of Toxicology 52nd Annual Meeting & ToxExpo
  • 発表場所: Santa Fe TX, USA
• [学会発表] Differences in regulation of benzene-induced gene expression between C57BL/6 and C3H/He.
  • 著者名/発表者名: 平林容子, 尹秉一, 五十嵐勝秀, 菅野純, 井上達
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] 造血幹・前駆細胞の細胞動態に対する コネキシン32の役割
  • 著者名/発表者名: 平林容子, 尹秉一, 壷井功, 菅野純, Trosko, J.E., 井上達
  • 学会等名: 第74回日本血液学会総会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] ベンゼン誘発白血病頻度の異なるC57BL/6とC3H/Heのベンゼン暴露後の骨髄細胞による発煙遺伝子の系統差
  • 著者名/発表者名: 平林容子, 尹秉一, 五十嵐勝秀, 菅野純
  • 学会等名: 第71回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] Role of Connexin 32: maintenance of cell quiescence and support of proliferation of hematopoietic stem/progenitor cells.
  • 著者名/発表者名: Hirabayashi, Y., Yoon, B.I., Tsuboi, I., Kanno, J., Trosko, J.E., Inoue, T.
  • 学会等名: The 41st Annual meeting for the International Society for Hematology and Stem Cells
  • 発表場所: Amsterdam, Netherlands
• [学会発表] ベンゼン曝露後のマウス骨髄細胞の発現遺伝子の系統差： C57BL/6とC3H/Heの比較
  • 著者名/発表者名: 平林容子, 尹秉一, 五十嵐勝秀, 菅野純, 井上達
  • 学会等名: 第39回日本毒性学会学術年会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] Dual Function of Cx32 in Hematopoiesis: Maintenance of cell quiescence and support of proliferation of hematopoietic stem/progenitor cells.
  • 著者名/発表者名: Hirabayashi, Y., Yoon, B.I., Tsuboi, I., Kanno, J., Trosko, J.E., Inoue, T
  • 学会等名: The 10th Annual meeting for the International Society for Stem Cell Research (ISSCR)
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] 放射線やベンゼン曝露後のマウス骨髄に見られる酸化的障害性遺伝子発現マーカープロファイリングの比較探索
  • 著者名/発表者名: 平林容子, 李光勲, 五十嵐勝秀, 小川幸男, 菅野純, 淀井淳司, 井上達
  • 学会等名: 第101回日本病理学会総会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Regulation of mast cell development by hematopoietic microenvironment in mice.
  • 著者名/発表者名: 原田智紀、保刈岳雄 壷井功、平林容子、菅野 純、井上 達、相澤 信
  • 学会等名: 第74回日本血液学会総会
  • 発表場所: 京都
• [図書] In Toxicology and Epigenetics (Sahu, S. C. ed.), John Wiley & Sons, Ltd., Hoboken, NJ (2012)
  • 著者名/発表者名: Hirabayashi, Y., Inoue, T.
  • 出版者: Prediction of epigenetic and stochastic gene expression profiles of late effects after radiation exposure
• [図書] In 疾患モデルの作成と利用 がん (中村卓郎編), .(株)エル・アイ・シー, 東京 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平林容子, 井上達
  • 出版者: 第5章 造血系 第2節 誘発モデル 第3項 化学発がんモデル