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幹細胞ニッチを介した競合的選択による細胞集団の最適化

公募研究

研究領域競合的コミュニケーションから迫る多細胞生命システムの自律性
研究課題/領域番号 22H05627
研究種目

学術変革領域研究(A)

配分区分補助金
審査区分 学術変革領域研究区分(Ⅲ)
研究機関大阪大学

研究代表者

長澤 丘司  大阪大学, 大学院生命機能研究科, 教授 (80281690)

研究期間 (年度) 2022-06-16 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
2023年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2022年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
キーワードニッチ / 微小環境 / 造血幹細胞
研究開始時の研究の概要

哺乳類の組織幹細胞と呼ばれる細胞集団は、組織の維持・再生・発がん等、運命決定の鍵となり、ニッチ細胞という支持細胞と接着することにより維持される。申請者らは、造血幹細胞のニッチ細胞は、CAR細胞という線維性細網細胞の一種であることを発見した。近年、造血幹細胞集団の一部に変異、「ばらつき」が生じた際、CAR細胞が変容することで、変異細胞の割合が競合的に変化する可能性が慢性骨髄性白血病(CML)で示されたが、その分子機構は不明である。本研究では、変異造血幹細胞がニッチ細胞を介した競合的選択によって細胞集団を、どの程度、どのようにして最適化するのかをCMLモデルを用いて明らかにする。

研究実績の概要

哺乳類の組織幹細胞は、組織の維持・再生・発がん等、運命決定の鍵となり、ニッチ細胞と呼ばれる支持細胞と接着し維持される。研究代表者らは、造血幹細胞のニッチ細胞は、CAR細胞と命名した骨髄特異的な線維芽細胞であることを発見した。近年、造血幹細胞集団の一部に変異、「ばらつき」が生じた際、CAR細胞が変容することで変異細胞の割合が競合的に変化する可能性が慢性骨髄性白血病(CML)で示されたが、その分子機構は不明である。本研究では、変異造血幹細胞がニッチ細胞を介した競合的選択によって細胞集団を、どの程度、どのようにして最適化するのかをCMLを含む造血器腫瘍モデルを用いて明らかにする。
CMLマウスとして、Dox投与の停止によりbcr-abl遺伝子が発現するSCL-tTA/bcr-ablトランスジェニック(Tg)マウスが世界で普及しているが、このマウスでは、変異造血幹・前駆細胞が著しく少なく、検出できず、ヒトCMLの病態と異なる可能性が判明した。そこで、造血幹・前駆細胞にbcr-ablを強制発現させ、従来の方法で行なっている骨髄細胞を障害する前処置を行わずにレシピエントマウスに経静脈的に移植して生着させ、CMLを発症する新しい系の樹立に成功した。このCMLマウスと正常マウスよりCAR細胞を分離し、遺伝子発現量を次世代シークエンサーによるRNAシークエンスを用いて比較したところ、CAR細胞が変容して造血幹細胞ニッチの維持に必須の遺伝子の発現が著減すること、一部が線維化することに加え、転写抑制因子と考えられているAEBP1の発現が著増していることが明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 4件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [国際共同研究] University of Alabama(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Acute malaria suppresses the B lymphocytic niche in the bone marrow through the alteration of CXCL12-abundant reticular cells2024

    • 著者名/発表者名
      Lee Michelle Sue Jann、Matsuo Dapaah Julia、Del Rosario Zorrilla Camila、Omatsu Yoshiki、Nagasawa Takashi、Uemura Shun、Iwama Atsushi、Ishii Ken J、Coban Cevayir
    • 雑誌名

      International Immunology

      巻: 36 号: 7 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1093/intimm/dxae012

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Ebf3+ niche-derived CXCL12 is required for the localization and maintenance of hematopoietic stem cells2023

    • 著者名/発表者名
      Nakatani Taichi、Sugiyama Tatsuki、Omatsu Yoshiki、Watanabe Hitomi、Kondoh Gen、Nagasawa Takashi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 14 号: 1 ページ: 6402-6402

    • DOI

      10.1038/s41467-023-42047-2

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hematopoietic cell-derived IL-15 supports NK cell development in scattered and clustered localization within the bone marrow2023

    • 著者名/発表者名
      Abe Shinya、Asahi Takuma、Hara Takahiro、Cui Guangwei、Shimba Akihiro、Tani-ichi Shizue、Yamada Kohei、Miyazaki Kazuko、Miyachi Hitoshi、Kitano Satsuki、Nakamura Naotoshi、Kikuta Junichi、Vandenbon Alexis、Miyazaki Masaki、Yamada Ryo、Ohteki Toshiaki、Ishii Masaru、Sexl Veronika、Nagasawa Takashi、Ikuta Koichi
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 42 号: 9 ページ: 113127-113127

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2023.113127

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Microenvironmental CXCL12 deletion enhances Flt3-ITD acute myeloid leukemia stem cell response to therapy by reducing p38 MAPK signaling2022

    • 著者名/発表者名
      Anderson Nicholas R.、Sheth Vipul、Li Hui、Harris Mason W.、Qiu Shaowei、Crossman David K.、Kumar Harish、Agarwal Puneet、Nagasawa Takashi、Paterson Andrew J.、Welner Robert S.、Bhatia Ravi
    • 雑誌名

      Leukemia

      巻: 37 号: 3 ページ: 560-570

    • DOI

      10.1038/s41375-022-01798-5

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Runx1 and Runx2 inhibit fibrotic conversion of cellular niches for hematopoietic stem cells2022

    • 著者名/発表者名
      Omatsu Yoshiki、Aiba Shota、Maeta Tomonori、Higaki Kei、Aoki Kazunari、Watanabe Hitomi、Kondoh Gen、Nishimura Riko、Takeda Shu、Chung Ung-il、Nagasawa Takashi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1 ページ: 2654-2654

    • DOI

      10.1038/s41467-022-30266-y

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Bone marrow specific fibroblasts creating microenvironmental niches for hematopoietic stem cells and lympho-hematopoiesis2023

    • 著者名/発表者名
      長澤 丘司
    • 学会等名
      The 32nd Hot Spring Harbor International Symposium
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 骨髄の造血幹細胞ニッチと骨髄の間葉系幹細胞2022

    • 著者名/発表者名
      長澤 丘司
    • 学会等名
      第40回日本骨代謝学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 造血幹細胞と造血、骨を維持する骨髄微小環境(ニッチ)の解明2022

    • 著者名/発表者名
      長澤 丘司
    • 学会等名
      第47回 日本骨髄腫学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Microenvironmental niches for hematopoietic stem cells and hematopoiesis in the bone marrow2022

    • 著者名/発表者名
      長澤 丘司
    • 学会等名
      RIKEN BDR Stem Cell Seminar Series
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [産業財産権] Ly-HSCの培養方法、Ly-HSC組成物及びその製造方法、並びに、Ly-HSCを培養するための培地及びキット2023

    • 発明者名
      長澤 丘司
    • 権利者名
      長澤 丘司
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 外国

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公開日: 2022-06-20   更新日: 2024-12-25  

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