低酸素適応システムによる巨核球への分化・成熟過程の解析

• 研究領域: 多方向かつ段階的に進行する細胞分化における運命決定メカニズムの解明
• 研究課題/領域番号: 23118527
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 田久保 圭誉 慶應義塾大学, 医学部, 講師 (50502788)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2013-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2012年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2011年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 巨核球 / 造血幹細胞 / ニッチ / 低酸素 / 血小板

研究実績の概要

2年度にわたる本研究では、巨核球の分化・成熟過程における新規シグナルの同定を目指した。特に巨核球前駆細胞から巨核球への分化、そして血小板産生に至る一連の分化過程における低酸素ニッチで機能する遺伝子セットの効果について検討した。また同時に未分化前駆細胞から巨核球への分化過程の経時的なトランスクリプトーム解析を行うことで新たな巨核球分化制御因子を同定することを目指した。本解析には新規に作成した純化した巨核球前駆細胞からin vitroで巨核球分化を高効率に誘導できるシステムを用いることで、巨核球分化過程の新規制御機構の解明を図った。
本年度は前年度に引き続いてFACSを用いて巨核球前駆細胞を単離し、ファイブロネクチンで表面をコートしたディッシュ上でサイトカインSCFとTPOを含む無血清培地で培養することで巨核球を誘導し、さらにproplateletも効率よく誘導するシステムの向上を図った。また、前年度までに同定した巨核球終末分化誘導遺伝子セットの解析を行い、定量的PCRや免疫染色、ウイルスベクターを用いた強制発現や低分子化合物によるシグナル抑制実験を行い、新たな巨核球終末分化で機能する関連シグナルの同定を行った。さらに、骨髄において、造血幹細胞と巨核球がニッチで共存していることを見出した。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Induction of pluripotent stem cells by each of the known reprogramming factors from primordial germ cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nagamatsu G
  • 雑誌名: Stem Cells 巻: 31 号: 3 ページ: 479-487
  • DOI: 10.1002/stem.1303
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of glycolysis by Pdk functions as a metabolic checkpoint for cell cycle quiescence in hematopoietic stem cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Takubo K
  • 雑誌名: Cell Stem Cell 巻: 12 号: 1 ページ: 49-61
  • DOI: 10.1016/j.stem.2012.10.011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prostaglandin E2 regulates murine hematopoietic stem/progenitorcells directly via EP4 receptor and indirectly through mesenchymal progenitor cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ikushima YM. Arai F, Hosokawa K, Toyama H, Takubo K, Furuyashiki T, Narumiya S, Suda T
  • 雑誌名: Blood 巻: 121(11) 号: 11 ページ: 1995-2007
  • DOI: 10.1182/blood-2012-06-437889
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tracing the conversion process for primordial germ cells to pluripotent (2012)
  • 著者名/発表者名: Nagamatsu G
  • 雑誌名: Biol Reprod 巻: 86 号: 6 ページ: 182-182
  • DOI: 10.1095/biolreprod.111.096792
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of the hypoxia response system in hematopoietic and leukemic stem cells. (2012)
  • 著者名/発表者名: Keiyo Takubo
  • 雑誌名: Int J Hematol. 巻: 95 号: 5 ページ: 478-483
  • DOI: 10.1007/s12185-012-1071-4
  • NAID: 10030632958
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimal ratio of transcription factors for somatic cell reprogramming. (2012)
  • 著者名/発表者名: Nagamatsu G
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 287 号: 43 ページ: 36273-36282
  • DOI: 10.1074/jbc.m112.380683
  • 査読あり
• [雑誌論文] TAK1 (MAP3K7) signaling regulates hematopoietic stem cells through TNF-dependent and -independent mechanisms (2012)
  • 著者名/発表者名: Takaesu G, Inagaki M, Takubo K, Mishina Y, Hess PR, Dean GA, Yoshimura A, Matsumoto K, Suda T, Ninomiya-Tsuji J
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 7(11) 号: 11 ページ: e51073-e51073
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0051073
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamic regulation of Th17 differentiation by oxygen concentrations (2012)
  • 著者名/発表者名: Ai Ikejiri
  • 雑誌名: International Immunology 巻: 24 号: 3 ページ: 137-146
  • DOI: 10.1093/intimm/dxr111
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo behavior of multiple myeloma cells and their niche in immunodeficient mice (2012)
  • 著者名/発表者名: Iriuchishima H, Kizaki M, et al
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 7(2) 号: 2 ページ: e30557-e30557
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0030557
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ataxia-telangiectasia mutated (ATM) deficiency decreases reprogramming efficiency and leads to genomic instability in iPS cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Taisuke Kinoshita
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 407 号: 2 ページ: 321-326
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2011.03.013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Telomerase reverse transcriptase protects ATM-deficient hematopoietic stem cells from ROS-induced apoptosis through a telomere independent mechanism (2011)
  • 著者名/発表者名: Nitta Eriko
  • 雑誌名: Blood 巻: 117 号: 16 ページ: 4169-80
  • DOI: 10.1182/blood-2010-08-297390
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation and function of mouse tissue resident vascular precursors marked by myelin protein zero (2011)
  • 著者名/発表者名: Kubota Y, Takubo K, Hirashima M, Nagoshi N, Kishi K, Sano K, Murakami M, Ema M, Omatsu Y, Takahashi S, Nagasawa T, Shibuya M, Okano H, Suda T
  • 雑誌名: J Exp Med 巻: 208 号: 5 ページ: 949-960
  • DOI: 10.1084/jem.20102187
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metabolic regulation of hematopoietic stem cells in the hypoxic niche (2011)
  • 著者名/発表者名: Suda T, et al
  • 雑誌名: Cell Stem Cell 巻: 9 号: 4 ページ: 298-310
  • DOI: 10.1016/j.stem.2011.09.010
  • 査読あり
• [学会発表] 巨核球分化シグナルと造血幹細胞機能の連関 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田久保 圭誉
  • 学会等名: 新学術領域研究「細胞運命制御」班会議
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2012-06-06
• [学会発表] Glycolysis by Pdk maintains the quiescence of hematopoietic stem cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Keiyo Takubo
  • 学会等名: DiSCUSS Meeting
  • 発表場所: MPI-CBG(ドイツ ドレスデン)
  • 年月日: 2011-12-06
• [学会発表] 骨髄腫ニッチの解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田久保圭誉
  • 学会等名: 第14回癌と骨病変研究会
  • 発表場所: 千代田放送会館(東京)
  • 年月日: 2011-11-18
• [学会発表] Glycolytic Energy Metabolism by Pdk Maintains Quiescence of Hematopoietic Stem Cells (2011)
  • 著者名/発表者名: 田久保圭誉
  • 学会等名: 第73回日本血液学会学術集会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(名古屋)
  • 年月日: 2011-10-15
• [学会発表] NOGマウスを用いた多発性骨髄腫と骨髄腫ニッチへのBendamustineの効果の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田久保圭誉
  • 学会等名: 第70回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(名古屋)
  • 年月日: 2011-10-04
• [学会発表] 造血幹細胞の新たな幹細胞性としてのエネルギー代謝制御機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田久保圭誉
  • 学会等名: 国立感染症研究所血液・安全性研究部セミナー
  • 発表場所: 国立感染症研究所(東京)
  • 年月日: 2011-09-28
• [学会発表] Pdkを介した代謝プログラムによる造血幹細胞維持とその操作 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田久保圭誉
  • 学会等名: 新学術領域「細胞運命制御」若手の会
  • 発表場所: 軽井沢プリンスホテル(軽井沢)
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] 低酸素応答系による造血幹細胞の代謝プログラム制御機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田久保圭誉
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都)
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] Anaerobic energy metabolism regulates hematopoietic stem cell quiescence (2011)
  • 著者名/発表者名: Keiyo Takubo
  • 学会等名: 3rd Else Kroner--Fresenius Symposium on Molecular Mechanisms of Adult Stem Cell Aging
  • 発表場所: Reisensburg Castle(ドイツ ギュンツブルグ)
  • 年月日: 2011-05-20
• [学会発表] Glycolysis maintains quiescence of hematopoietic stem cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Keiyo Takubo
  • 学会等名: Keio University School of Medicine Global COE Program International Symposium 2011 "Cutting Edge of Stem Cell Medicine"
  • 発表場所: 慶應義塾大学医学部(東京)
  • 年月日: 2011-05-16
• [学会発表] A protective metabolic program in hematopoietic stem cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Keiyo Takubo
  • 学会等名: 第9回幹細胞シンポジウム
  • 発表場所: 泉ガーデンギャラリー(東京)
  • 年月日: 2011-05-14
• [図書] Advances in Hematopoietic Stem Cell Research(Edited by Rosana Pelayo) (2012)
  • 著者名/発表者名: Keiyo Takubo
  • 総ページ数: 464
  • 出版者: InTech
• [備考]
  • URL: http://web.sc.itc.keio.ac.jp/celldiff/
• [備考]
  • URL: http://web.sc.itc.keio.ac.jp/celldiff/taisya.html