造血微小環境による造血幹細胞の分化制御機構

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12215004
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 帯刀 益夫 東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (10099971)
• 研究分担者: 東海林 亙 東北大学, 加齢医学研究所, 助手 (40250831)
• キーワード: 幹細胞 / 可塑性 / 微小環境 / 間質細胞 / サイトカイン / 遺伝子発現プロファイル / マイクロアレイ

研究概要

造血微小環境による造血幹細胞の分化制御機構を明らかにするため、不死化した骨髄細胞株を用いて造血微小環境を培養系で再構築し、造血幹細胞の増殖と分化の制御機構を解析した。このため、多数の骨髄間質細胞株の中から特徴的な造血支持機能を示す間質細胞株を選別し、これを用いて造血幹細胞との共培養系を構築し、間質細胞依存に増殖する造血幹細胞株THS119を樹立し、さらに、THS119からサイトカイン依存性の細胞株を樹立し、マイクロアレイ解析を行った、その結果、サイトカイン依存性増殖と間質細胞依存性増殖における遺伝子発現の顕著な差から、間質細胞依存の増殖経路では、Wntシグナル系の関与を示唆する結果が得られた。
また、造血微小環境を構成する骨髄間質細胞が、筋細胞、骨芽細胞、内皮細胞、平滑筋細胞、心筋などへと分化誘導される間葉系幹細胞または前駆細胞であることを示した。これら間葉系幹細胞株2株について、分化誘導時に共通に発現変換する遺伝子をマイクロアレイ法により解析した結果、共通に抑制を受ける遺伝子は20種程度であり、エピジェネテイックな制御に関わると思われる遺伝子群が大半を占めた。また、誘導される遺伝子群は、間葉系細胞の分化特異的遺伝子群と特徴的な転写因子群であった。つぎに、造血幹細胞を支持する骨髄間質細胞株3株と支持しない細胞株3株についてマイクロアレイ解析を行い、約100程度の支持細胞特異的な遺伝子群を選別する事ができた。これら遺伝子群の主要なものは、細胞接着分子、細胞外基質などのカテゴリーに属し、間質細胞が細胞間相互作用を介して幹細胞の増殖制御をする上でその機能を推定できる特徴的なものが多く含まれており、これらの遺伝子はがん細胞と間質の相互作用の上でも重要であると考えられた。

研究成果

• [文献書誌] Mori K, Furusawa T, Okubo T, Inoue T, Ikawa S, Yanai N, Mori KJ, Obinata M: "Genome Structure and Differential Expression of Two Isoforms of a Novel PDZ-Containing Myosin (MysPDZ) (Myo18A)."J Biochem (Tokyo).. 133. 405-413 (2003)
• [文献書誌] Tabuchi Y, Arai Y, Shioya H, Kuribayashi R, Ishibashi K, Sugiyama N, Obinata M, Takeguchi N, Asano S: "New gastric epithelial cell lines from mice transgenic for temperature-sensitive simian virus 40 large T antigen show distinct types of cell differentiation."Digestion.. 67. 71-81 (2003)
• [文献書誌] Shoji W., Isogai S., Sato-Maeda M., Obinata M., Kuwada, J.Y.: "Semaphorin 3A1 regulates angioblast migration and vascular development in zebrafish."Development.. 130. 3227-3236 (2003)
• [文献書誌] Salingcarnboriboon R, Yoshitake H, Tsuji K, Obinata M, Amagasa T, Nifuji A, Noda M: "Establishment of tendon-derived cell lines exhibiting pluripotent mesenchymal stem cell-like property."Exp Cell Res.. 287. 289-300 (2003)
• [文献書誌] Tomi, M, Funaki, T, Abukawa H, Katayama, K, Kondo T, Ohtsuki S, Ueda M, Obinata M, Terasaki T, Hosaya K-I: "Expression and Regulation of L-Cystine Transporter, System Xc-, in the Newly Developed Rat Retinal Muller Cell Line (TR-MUL)."GLIA.. 43. 208-217 (2003)