新規ヒト臍帯血由来CD34抗原陰性幹細胞(SRC)の同定とその幹細胞特性の解明-Intra-bone marrow injection(IBMI)法の応用-

2004 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 15591015
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 血液内科学
• 研究機関: 関西医科大学 (2004); 京都府立医科大学 (2003)
• 研究代表者: 薗田 精昭 関西医科大学, 医学部, 教授 (60206688)
• 研究分担者: 木村 貴文 京都府立医科大学, 医学研究科, 助手 (30275193)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2004
• キーワード: 造血幹細胞 / 臍帯血移植 / CD34抗原 / CXCR4 / SDF-1 / SCID-repopulating cell(SRC) / 遊走能 / Intra-bone marrow injection(IBMI)

研究概要

われわれはマウス脛骨骨髄腔内直接移植(IBMI)法を開発することにより、従来の尾静脈よりの移植法では生着が困難であったヒト臍帯血由来CD34抗原陰性(CD34^-)SCID-repopulating cell(SRC)の同定に初めて成功した。In vitroトランスウエル遊走試験により、これらのCD34^-SRCだけでなく、CD34^+SRCにもSDF-1に不応性の幹細胞が存在することを明らかにした。いずれのSRCもCXCR4などのホーミング受容体の発現レベルが低く、従来の尾静脈よりの移植法では効率よく骨髄腔内ニッチにホーミングすることができない。従って、IBMI法を臨床応用することにより、非常に効率的な造血幹細胞移植療法を開発することが可能になると考えられる。
CD34^-SRCは、骨髄球系及びリンパ球系細胞への多分化能を持っているが、マウスストローマ細胞株HESS-5との共培養実験や再移植実験などより高い自己複製能と長期骨髄再構築能をも保持した非常に未分化な幹細胞と考えられた。従来最も未分化と考えられていたCD34^+CD38^-SRCとその幹細胞特性について詳細に比較検討すると、増殖能や自己複製能だけでなく、移植部位である左脛骨より他の骨への遊走時期やパターンにおいても差のあることが明らかになった。特に、未分化なCD34^-SRCは移植部位のニッチに長期間留まることが示唆された。
CD34^-SRCのさらなる純化には、その免疫特性の解明が必須不可欠である。そこで細胞表面上に発現する受容体型チロシンキナーゼであるc-kit,flt3について検討すると、いずれも発現していないことが明らかになった。これまでの研究成果を総括すると、現時点で同定可能な最も未分化なヒト造血幹細胞は、Lin^-CD45^<low>CD34^-CD38^-c-kit^-flt3^-の免疫特性をもつと考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] Identification and hematopoietic potential of CD45^- clonal cells with very immature phenotype (CD45^-CD34^-CD38^-Lin^-) in patients with myelodysplastic -- (2005)
  • 著者名/発表者名: Ogata K, Satoh C, Tachibana M, Kimura T, Sonoda Y, Tsuji T, et al.
  • 雑誌名: Stem Cells 23 ページ: 619-630
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Identification and hematopoietic Potential of CD45^- clonal cells with very immature phenotype (CD45^-CD34^-CD38^-Lin^-) in patients with myelodysplastic syndromes. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ogata K, Satoh C, Tachibana M, Hyodo H, Tamura H, Dan K, Kimura T, Sonoda Y, Tsuji T
  • 雑誌名: Stem Cells 23 ページ: 619-630
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Proliferative and migratory potentials of human cord blood-derived CD34 negative SCID-repopulating cells that retain secondary reconstituting capacity (2004)
  • 著者名/発表者名: Kimura T, Wang J, Matsui K, Imai S, Yokoya S, Ikehara S, Sonoda Y
  • 雑誌名: Int J Hematol 79 ページ: 328-333
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Impaired stem cell function of CD34^+ cells selected by two different immunomagnetic beads system (2004)
  • 著者名/発表者名: Kimura T, Minamiguchi H, Wang J, Kaneko H, Nakagawa H, Sonoda Y
  • 雑誌名: Leukemia 18 ページ: 566-574
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Preferential expression of the vasoactive intestinal peptide(VIP) receptor VPAC1 in human cord blood-derived CD34^+CD38^- cells : possible role of --- (2004)
  • 著者名/発表者名: Kawakami M, Kimura T, Kishimoto Y, Takekawa T, Sonoda Y, et al.
  • 雑誌名: Leukemia 18 ページ: 912-921
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Proliferative and migratory potentials of human cord blood-derived CD34^- severe combined immunodeficiency repopulating cells that retain secondary reconstituting capacity. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kimura T, Wang J, Matsui K, Imai S, Yokoyama S, Nishikawa M, Ikehara S, Sonoda Y
  • 雑誌名: Int J Hematol 79 ページ: 328-333
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Impaired stem cell functions of CD34^+ cells selected by two different immunomagnetic beads systems. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kimura T, Minamiguchi H, Wang J, Kaneko H, Nakagawa H, Fujii H, Sonoda Y
  • 雑誌名: Leukemia 18 ページ: 566-574
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Preferential expression of the vasoactive intestinal peptide (VIP) receptor VPAC1 in human cord blood-derived CD34^+CD38^-cells : possible role of VIP as a growth-promoting factor for hematopoietic stem/progenitor cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kawakami M, Kimura T, Kishimoto Y, Tatekawa T, Baba Y, Nishizaki T, Mtsuzaki N, Taniguchi Y, Yoshihara S, Ikegami K, Shirakata T, Nishida S, Masuda T, Hosen N, Tsuboi A, Oji Y, Oka Y, Ogawa H, Sonoda Y, Sugiyama H, Kawase I, Soma T
  • 雑誌名: Leukemia 18 ページ: 912-921
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] SCID-repopulating cell activity of human cord blood-derived CD34 cells assured by intra-bone marrow injection. (2003)
  • 著者名/発表者名: Wang J, Kimura T, Asada R, Harada S, Ikehara S, Sonoda Y, et al.
  • 雑誌名: Blood 101(8) ページ: 2924-2931
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 骨髄腔内細胞注入法 (2003)
  • 著者名/発表者名: 薗田精昭
  • 雑誌名: Medical Science Digest 29(13) ページ: 496-498
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] SCID-repopulating cell activity of human cord blood-derived CD34^- cells assured by intra-bone marrow injection. (2003)
  • 著者名/発表者名: Wang J, Kimura T, Asada R, Harada S, Yokota S, Kawamoto Y, Fujimura Y, Tsuji T, Ikehara S, Sonoda Y
  • 雑誌名: Blood 101 ページ: 2924-2931
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Intra-bone marrow injection method (in Japanese). (2003)
  • 著者名/発表者名: Sonoda Y
  • 雑誌名: Medical Science Digest 29 ページ: 496-498
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [図書] 細胞医療 第I章 幹細胞の可塑性と分化 (2005)
  • 著者名/発表者名: 薗田精昭
  • 総ページ数: 351
  • 出版者: 医薬ジャーナル社
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] Plasticity and differentiation of stem cells (in Japanese).
  • 著者名/発表者名: Sonoda Y
  • 総ページ数: 15-45
  • 出版者: Iyakuja-naru, Osaka
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [産業財産権] 臍帯血、骨髄、抹消血等における新規な幹細胞集団 (2002)
  • 発明者名: 薗田精昭, 木村貴文
  • 権利者名: キリンビール株式会社
  • 産業財産権番号: 特願2002-187793号(国際出願番号:PCT/JP2003/008562、国際公開番号:WO2004/005496)
  • 出願年月日: 2002-07-05
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より