静止期維持培養法による造血幹細胞加齢メカニズムの解明

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19K17847
• 研究機関: 国立研究開発法人国立国際医療研究センター
• 研究代表者: 小林 央 国立研究開発法人国立国際医療研究センター, その他部局等, 研究員 (10749542)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 造血幹細胞 / ステムセルエイジング / 静止期維持培養

研究実績の概要

脂質リッチアルブミンであるAlbuMAXの存在下で造血幹細胞の静止期維持培養を行い、加齢マーカーであるCD41およびP-selectinを誘導するアルブミンを探索した。その結果、AlbuMAXは強いP-selectinおよびCD41の発現誘導作用があり、培養下の加齢因子がAlbuMAXに結合していることが示唆された。続いて、培養下での造血幹細胞の加齢変化を抑制するために、AlbuMAXのP-seleinおよびCD41の発現誘導を指標としてそれを抑制する因子を探索した。その結果TGFβ阻害剤であるRepSOXを加えることでCD41の発現がAlbuMAXの添加時に減少することが示された。AlbuMAXとnBSAの混合比率によって、AlbuMAXの比率の高い群のみP-selectinおよびCD41の発現上昇が認められており、nBSAに加齢抑制的な因子が含まれているのではなくAlbuMAXに加齢促進的な因子が含まれていることも示唆している。次にP-selectinを抑制する因子の同定を試みた。インスリン混合物（IST）、レチノイン酸受容体β阻害薬 LE135、およびコレステロールの有無で造血幹細胞を静止期維持条件で培養した。コレステロールについてはシクロデキストリンに溶解した水溶性コレステロール10μg/mLもしくは溶解性のためオレイン酸ナトリウム塩と混合した合成コレステロールのいずれかを添加した。その結果LE135、IST、コレステロールの添加は相加的にP-selectinの発現誘導を抑制した。これらからレチノイン酸受容体βの刺激因子が造血幹細胞の加齢変化の一部を担っているとともにコレステロールは加齢抑制因子として作用することが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] OGT Regulates Hematopoietic Stem Cell Maintenance via PINK1-Dependent Mitophagy (2021)
  • 著者名/発表者名: Murakami K, Kurotaki D, Kawase W, Soma S, Fukuchi Y, Kunimoto H, Yoshimi R, Koide S, Oshima M,Hishiki T, Hayakawa N, Matsuura T, Oda M, Yanagisawa K, Kobayashi H, Haraguchi M, Atobe Y, Funakoshi K, Iwama A, Takubo K, Okamoto S, Tamura T, Nakajima H
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 34 ページ: 108579～108579
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2020.108579
• [雑誌論文] p38α plays differential roles in hematopoietic stem cell activity dependent on aging contexts (2021)
  • 著者名/発表者名: Sorimachi Yuriko、Karigane Daiki、Ootomo Yukako、Kobayashi Hiroshi、Morikawa Takayuki、Otsu Kinya、Kubota Yoshiaki、Okamoto Shinichiro、Goda Nobuhito、Takubo Keiyo
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 296 ページ: 100563～100563
  • DOI: 10.1016/j.jbc.2021.100563
• [雑誌論文] UTX maintains the functional integrity of the murine hematopoietic system by globally regulating aging-associated genes (2021)
  • 著者名/発表者名: Sera Y, Nakata Y, Ueda T, Yamasaki N, Koide S, Kobayashi H, Ikeda K, Kobatake K, Iwasaki M, Oda H, Wolff L, Kanai A, Nagamachi A, Inaba T, Sotomaru Y, Ichinohe T, Koizumi M, Miyakawa Y, Honda Z, Iwama A, Suda T, Takubo K, Honda H
  • 雑誌名: Blood 巻: 137 ページ: 908～922
  • DOI: 10.1182/blood.2019001044
• [雑誌論文] Detection of residual disease in chronic myeloid leukemia utilizing genomic next generation sequencing reveals persistence of differentiated Ph+ B cells but not bone marrow stem/progenitors (2020)
  • 著者名/発表者名: Karigane D, Kasahara H, Shiroshita K, Fujita S, Kobayashi H, Tamaki S, Yamazaki R, Yahagi K, Yatabe Y, Kondoh N, Arai T, Katagiri H, Shimizu N, Sakurai M, Kikuchi T, Kato J, Shimizu T, Hayakawa T, Yaguchi T, Matsushita M, Nakajima H, Kawakami Y, Murata M, Mori T, Sasaki T, Okamoto S, Takubo K
  • 雑誌名: Leukemia & Lymphoma 巻: 62 ページ: 679～687
  • DOI: 10.1080/10428194.2020.1837366
• [雑誌論文] Protocol for the Maintenance of Quiescent Murine Hematopoietic Stem Cells (2020)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi Hiroshi、Takubo Keiyo
  • 雑誌名: STAR Protocols 巻: 1 ページ: 100078～100078
  • DOI: 10.1016/j.xpro.2020.100078
• [学会発表] 統合的代謝解析による加齢造血幹細胞特異的なエネルギー代謝制御とその意義の解明 (2020)
  • 著者名/発表者名: 綿貫 慎太郎, 小林 央, 杉浦 悠毅, 反町 優理子, 山本 正道, 末松 誠, 岡本 真一郎, 田久保 圭誉
  • 学会等名: 第82回日本血液学会学術集会