造血幹細胞ニッチ、巨核球ニッチを支配するβ3インテグリン制御機構の解明

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20057006
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 江藤 浩之 東京大学, 医科学研究所, 特任准教授 (50286986)
• 研究分担者: 大和 雅之 東京女子医科大学, 先端生命医科学研究所, 教授 (40267117)
• キーワード: 造血幹細胞 / β3インテグリン / outside-inシグナル / 細胞周期 / ニッチ / トロンボポエチン

研究概要

体性幹細胞は各組織環境に存在するニッチからのシグナルによりその未分化性維持、分化と増殖が制御きれていると考えられる。しかし多くの幹細胞においてニッチそのものの本態はもとより、幹細胞の分化、増殖、細胞周期などを制御するシグナルや幹細胞の内部におけるシグナル伝達機構は不明な点が多い。角膜上皮幹細胞および造血幹細胞における機能スクリーニングからαvβ3インテグリンが静止期幹細胞の新規マーカーであることを報告した事をベースとして本研究課題では、造血幹細胞でのβ3インテグリンoutside-inシグナルが、サイトカイン依存の細胞分裂を抑制し、幹細胞をdormantな状態に維持している事を明らかにした。β3インテグリン欠損マウス、β3インテグリン細胞内ドメインY747A knock-in (KI)マウス(TyrosineをAlanineに変換したノックインマウス)からマウスの造血幹細胞(HSCs)が高度に濃縮されるCD34陰性c-Kit+Sca-1+lineage抗体陰性(CD34-6SL細胞)を調整し、野生型CD34-KSL細胞をコントロールにした様々な評価を行った。骨髄から調整直後のβ3欠損-、Y747A KI-HSCsは、放射線照射後のマウスに移植したところ骨髄再建能が野生型に比し有為に低下していた。In vivoでのBrdUの取り込み試験を行ったところ、β3欠損-HSCsではBrdUの取り込みが野生型に比し有為に亢進し(CD34+KSL造血前駆細胞では野生型と差が無い)、HSCsでの細胞周期抑制がβ3インテグリンを介した接着依存性である事が示唆された。骨髄から調整後5日間ex vivoで培養した後に移植した場合、野生型HSCsではトロンボポイエチン(TPO)およびステムセル因子(SCF)の2つのサイトカインでの維持により、移植後の骨髄生着能が上昇する。特にTPOシグナルによるHSCsの細胞分裂や細胞分化がβ3インテグリンを介した細胞外から細胞内へのシグナル伝達(outside-inシグナル)により抑制されること、この抑制機構にβ3細胞内ドメインのチロシン残基(Y747)のリン酸化が必須である事を発見した。

研究成果

• [雑誌論文] Lnk/Sh2b3 regulates integrin αIIbβ3 outside-in signaling in mouse platelets leading to stabilization of developing thrombus in vivo (2010)
  • 著者名/発表者名: Takizawa H, Nishimura S, Takayama N, Oda A, Nishikii H, Morita Y, Kakinuma S, Yamazaki S, Okamura S, Tamura N, Goto S, Sawaguchi A, Manabe I, Takatsu K, Nakauchi H, Takaki S, Eto K
  • 雑誌名: Journal of Clinical Investigation 120 ページ: 179-190
  • 査読あり
• [雑誌論文] TGF-β induces hibernation of hematopoietic stem cells in the bone marrow niche (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki S, Iwama A, Takayanagi S, Eto K, Ema H, Nakauchi H
  • 雑誌名: Blood 113 ページ: 1250-1256
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stepwise development of hematopoietic stem cells from embryonic stem cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto K, Isagawa T, Nishimura T, Ogaeri T, Eto K, Miyzaki S, Miyazaki JI, Aburatani H, Nakauchi H, Ema H
  • 雑誌名: PLosONE 4 ページ: e4820
  • 査読あり
• [雑誌論文] The actin polymerization regulator WAVE2 is required for early bone marrow repopulation by hematopoietic stem cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Ogaeri T, Eto K, Otsu M, Ema H, Nakauchi H
  • 雑誌名: Stem Cells 27 ページ: 1120-1129
  • 査読あり
• [雑誌論文] Definitive proof for direct reprogramming of hematopoietic cells to pluripotency (2009)
  • 著者名/発表者名: Okabe M, Otsu M, Ahn DH, Kobayashi T, Morita Y, Wakiyama Y, Onodera M, Eto K, Ema H, Nakauchi H
  • 雑誌名: Blood 114 ページ: 1764-1767
  • 査読あり
• [雑誌論文] CD8+ effector T cells contribute to macrophage recruitment and adipose tissue inflammation in obesity (2009)
  • 著者名/発表者名: Nishimura S, Manabe I, Nagasaki M, Eto K, Yamashita H, Ohsugi M, Otsu M, Hara K, Sugiura S, Yoshimura K, Kadowaki T, Nagai R
  • 雑誌名: Nature Medicine 15 ページ: 914-920
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evidence that integrin αIIbβ3-dependent interaction of mast cells with fibrinogen exacerebrates chronic inflammation (2009)
  • 著者名/発表者名: Oki T, Eto K, Izawa K, Yamanishi Y, Inagaki N, Frampton J, Kitamura T, Kitaura J
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 284 ページ: 31463-31472
  • 査読あり
• [学会発表] 東京大学iPS細胞等研究拠点における疾患特異的iPS細胞の樹立 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大西椋子, 高山直也、大津真、安東赫、中村壮、遠藤大、西眞範、浜崎雄平、石井榮一、有賀正、國島伸治、中内啓光、江藤浩之
  • 学会等名: 第9回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 20100318-20100319
• [学会発表] 血液細胞由来PS細胞の機能的'記憶' (2010)
  • 著者名/発表者名: 高山直也、中村壮、遠藤大、大西椋子, 工藤都湖、安東赫、大津真、江藤浩之、中内啓光
  • 学会等名: 第9回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 20100318-20100319
• [学会発表] ヒト人工多能性幹細胞(iPSCs)からのT細胞誘導の試み (2010)
  • 著者名/発表者名: 後藤晴雄、金子新、高山直也、西村聡修、清水崇史、渡部信和、江藤浩之、中内啓光
  • 学会等名: 第9回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 20100318-20100319
• [学会発表] ヒト末梢血T細胞からの人工多能性幹細胞(iPSCs)の誘導 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西村聡修、金子新、後藤晴雄、高山直也、中村壮、立川愛、入口翔一、岩本愛吉、渡部信和、江藤浩之、中内啓光
  • 学会等名: 第9回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 20100318-20100319
• [学会発表] 造血幹細胞におけるCD61/integrin β3の役割 (2010)
  • 著者名/発表者名: 白土佳子、梅本晃正、大和雅之、塚田健二、寺沢公男、柴田岳彦、西田幸二、Brian Petrich, Mark H.Ginsberg, 小林芳郎、中内啓光、江藤浩之、岡野光夫
  • 学会等名: 第9回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 20100318-20100319
• [学会発表] iPS細胞の基礎知識;What iPS Cells Gave Us? (2010)
  • 著者名/発表者名: 江藤浩之
  • 学会等名: 日本循環器学会総会 モーニングレクチャー
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2010-03-06
• [学会発表] iPS細胞の臨床応用とその課題:Introduction of the Project at the University of Tokyo～development of next generation of stem cell-based gene- and cellular therapy (2010)
  • 著者名/発表者名: 江藤浩之
  • 学会等名: 日本循環器学会総会シンポジウム
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2010-03-06
• [学会発表] Cancellation of c-MYC silencing in human induced pluripotent stem cells contributes to the efficient in vitro production of platelets with the ability of hemostasis in vivo (2009)
  • 著者名/発表者名: Takayama N, Nakamura S, Nishimura S, Ohnishi R, Takahashi K, Yamanaka S, Eto K, Nakauchi H
  • 学会等名: International Society for Stem Cell Research 7th Annu 51^<th> American Society of Hematology(poster)
  • 発表場所: New Orleans(USA)
  • 年月日: 20091204-20091209
• [学会発表] CD61/Integrin β3 Ligation Contributes to the Thrombopoietin-Mediated Niche Function of Mouse Hematopoietic Stem Cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Umemoto T, Yamato M, Shiratsune Y, Tsukada K, Utsumi M, Morita Y, Terasawa M, Shibata T, Nishida K, Kobayashi Y, Petrich GB, Ginsberg MH, Nakauchi H, Eto K, Okano T
  • 学会等名: International Society for Stem Cell Research 7th Annu 51^<th> American Society of Hematology(oral)
  • 発表場所: New Orleans(USA)
  • 年月日: 20091204-20091209
• [学会発表] c-MYC再活性化に伴うヒトiPS細胞からの効率の良い巨核球/血小板産生法の確立 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高山直也、中村壮、大西椋子、澤口朗、高橋和利、山中伸哉、江藤浩之、中内啓光
  • 学会等名: 第71回日本血液学会総会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20091023-20091025
• [学会発表] In vivo imaging reveals multi-cellular kinetics in pathological conditions including metabolic syndrome and thrombus formation (2009)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Nishimura、Mika Nagasaki、Ichiro Manabe、Koji Eto、Takashi Kadowaki、Ryozo Nagai
  • 学会等名: 第71回日本血液学会総会(シンポジウム)
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20091023-20091025
• [学会発表] 成体マウス骨髄血球細胞からのiPS細胞の樹立 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岡部基人、大津真、安東赫、小林俊寛、守田陽平、脇山由起子、江藤浩之、依馬秀夫、中内啓光
  • 学会等名: 第71回日本血液学会総会(一般ポスター)
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20091023-20091025
• [学会発表] Novel Therapeutic Strategy in Patients who Require Repeated Transfusion of Human Leukocyte Antigen-Matched Platelets Derived from Human iPS Cells (2009)
  • 著者名/発表者名: 高山直也, 江藤浩之, 中村壮, 大西椋子, 山中伸哉, 中内啓光
  • 学会等名: International Society for Stem Cell Research 7th Annu ISSCR 7^<th> annual Meeting(poster)
  • 発表場所: Barcelona, Spain
  • 年月日: 20090608-20090611
• [学会発表] Definitive Proof for Direct Reprogramming of Hematopoietic Cells to Pluripotency (2009)
  • 著者名/発表者名: Okabe M, Otsu M, Ahn D H, Kobayashi T, Morita Y, Wakiyama Y, Onodera M, Eto K, Ema H, Nakauchi H
  • 学会等名: International Society for Stem Cell Research 7th Annu ISSCR 7^<th> annual Meeting(poster)
  • 発表場所: Barcelona, Spain
  • 年月日: 20090608-20090611
• [学会発表] Novel therapeutic strategy in patients who require repeated transfusion of human lukocyte antigen-matched platelets derived from human induced pluripotent stem cells (2009)
  • 著者名/発表者名: 江藤浩之
  • 学会等名: 国際輸血学会シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-11-17
• [学会発表] ES・iPS細胞からの血小板産生 (2009)
  • 著者名/発表者名: 江藤浩之
  • 学会等名: 日本輸血細胞治療学会シンポジウム
  • 発表場所: 大宮
  • 年月日: 2009-05-28
• [図書] 実験医学増刊 再生医療の最前線2010「第3章 幹細胞の分化誘導と臨床応用」(iPS細胞からの血小板への分化誘導と新しい輸血システムの開発) (2010)
  • 著者名/発表者名: 江藤浩之、高山直也、西村智
  • 総ページ数: 217-222
  • 出版者: 羊土社
• [図書] 医学のあゆみ(ES・iPS細胞の有用性に着目した血小板輸血法の開発-献血のいらない血小板製剤への挑戦) (2009)
  • 著者名/発表者名: 江藤浩之
  • 総ページ数: 495-496
• [図書] 日本内科学会雑誌(ES細胞およびiPS細胞からの血小板産生【出血性疾患:診断と治療の進歩】) (2009)
  • 著者名/発表者名: 江藤浩之
  • 総ページ数: 119-126
• [図書] 治療学「再生医療の細胞ソース3」(ES細胞由来血小板) (2009)
  • 著者名/発表者名: 江藤浩之、中内啓光
  • 総ページ数: 609-614
  • 出版者: ライフサイエンス社
• [図書] 幹細胞の分化誘導と応用「第4編 幹細胞の分化誘導と移植技術」(ES細胞・iPS細胞からの血液細胞の分化誘導-献血に頼らない血小板輸血の実現-) (2009)
  • 著者名/発表者名: 江藤浩之、高山直也、中内啓光
  • 総ページ数: 159-167
  • 出版者: NTS社
• [図書] 血液フロンティア「再生医療の現状と進歩」(iPS細胞からの血小板産生技術とその方向性) (2009)
  • 著者名/発表者名: 江藤浩之、西村智
  • 総ページ数: 1693-1699
  • 出版者: 医薬ジャーナル社
• [図書] 別冊 新しい診断と治療のABC「血小板減少症・増加症」(iPS細胞からの血小板産生) (2009)
  • 著者名/発表者名: 江藤浩之、高山直也、中内啓光
  • 総ページ数: 182-189
  • 出版者: 最新医学社
• [産業財産権] ウィルス産生細胞 (2009)
  • 発明者名: 江藤浩之, 他
  • 権利者名: 東京大学
  • 産業財産権番号: 特願2009-274595
  • 出願年月日: 2009-12-02
• [産業財産権] 分化細胞の新規製造分化細胞の新規製造法 (2009)
  • 発明者名: 江藤浩之, 他
  • 権利者名: 東京大学
  • 産業財産権番号: 特願2009-213645
  • 出願年月日: 2009-09-15