| 研究概要 |
造血幹細胞の運命の選択肢は自己複製、分化、アポトーシスに大別される。申請者らは造血幹細胞をサイトカイン存在下で培養系すると、非対称性の自己複製をある確率で起こすことを見出した。また、ある特殊な条件下を除き、細胞分裂前に運命決定が起きることはなかった。これらの結果は造血幹細胞の運命は主に細胞分裂を介して起きることを示唆した。そこで、本研究ではサイトカインで誘導される造血幹細胞の分裂を基本型として、分裂後の運命に影響を及ぼす細胞内外のシグナルを明らかにすることを目的とした。造血幹細胞は生体内ではある特定の部位(niche)に局在し、nicheからのシグナルによって制御されていると考えられた。そこで、申請者らは造血幹細胞に特異的に発現する遺伝子によって造血幹細胞をマーキングし、nicheの局在を明らかにすることを試みた。一方、細胞内のシグナルを解析するためにSingle-cell immunostaining法を独自に確立した。この方法を用いて、niche因子候補の細胞内シグナルの解析を行った。マウス造血幹細胞にはα4β1,α5β1,α6β1インテグリンが高発現し、一部の造血幹細胞にはαvβ3,αIIaβ3インテグリンが発現していることを見出した。また、インテグリンリガンドによって造血幹細胞にシグナルを入れることが可能であった。精製されたWnt3a蛋白によって造血幹細胞内のβカテニンシグナルを活性化することができたが、報告されたような自己複製を誘導することはできないことが明らかとなった。TGFβ superfamilyは造血幹細胞の休眠状態維持に重要な役割を果たしていると想定されたが、休眠状態にある造血幹細胞では、実際にSmadシグナルが活性化していることが明らかとなってきた。
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