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2021 年度 実績報告書

シングルセル解析を用いた加齢造血幹細胞の機能低下機序の解明とその機能回復の試み

研究課題

研究課題/領域番号 20K17370
研究機関東京大学

研究代表者

小出 周平  東京大学, 医科学研究所, 特任研究員 (10845126)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
キーワード加齢 / 老化 / 造血幹細胞 / シングルセル解析 / 造血器腫瘍 / 分子シャペロン / 炎症
研究実績の概要

本研究では若齢、並びに高齢マウスより回収した造血幹細胞をRNA-sequence解析を行い、転写発現状態を網羅的に解析を行った。その結果、高齢マウス造血幹細胞において分子シャペロンであるClu(クラスタリン) のmRNAが特異的に高発現していることを明らかにした。さらに同じく若齢と高齢マウス造血幹細胞を用いてsingle cell RNA-sequence解析を行った結果、Cluの発現は高齢マウス造血幹細胞の中でも特定の集団において高度に発現していることが明らかとなった。次に、Cluが造血幹細胞においてどのような役割を示すのか、Cluの遺伝子領域上流にGFPを挿入したレポーターマウスを用いて機能解析を行った。その結果、Clu発現造血幹細胞は加齢に伴い細胞割合が増加することが明らかとなった。さらに若齢マウスから単離したClu陰性造血幹細胞とClu陽性造血幹細胞を致死量放射線照射したマウスに移植することで、骨髄再構築能から造血幹細胞活性を評価した。その結果、Clu陽性造血幹細胞は骨髄再構の効率が著減し、成熟細胞への分化能が骨髄球系に偏ることなど加齢マウスの造血幹細胞と類似した機能を示した。続いて、加齢に伴いClu陽性造血幹細胞が拡大する機序を明らかにするために、造血幹細胞を様々な炎症サイトカインで惹起し、Cluの誘導効率を検証した。その結果、高齢マウスの血漿中で濃度が増加することが知られているI66がCluの発現誘導することを明らかにした。
以上の結果から、高齢マウスにおける造血幹細胞が若齢型と比べて機能が低下する原因として、加齢個体内においてIL6の濃度上昇を介してClu陽性型の造血幹細胞が増加することに起因することが示された。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] CD244 expression represents functional decline of murine hematopoietic stem cells after in vitro culture2022

    • 著者名/発表者名
      Koide Shuhei、Sigurdsson Valgardur、Radulovic Visnja、Saito Kiyoka、Zheng Zhiqian、Lang Stefan、Soneji Shamit、Iwama Atsushi、Miharada Kenichi
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 25 ページ: 103603~103603

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.103603

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Insufficiency of non-canonical PRC1 synergizes with JAK2V617F in the development of myelofibrosis2021

    • 著者名/発表者名
      Shinoda Daisuke、Nakajima-Takagi Yaeko、Oshima Motohiko、Koide Shuhei、Aoyama Kazumasa、Saraya Atsunori、Harada Hironori、Rahmutulla Bahityar、Kaneda Atsushi、Yamaguchi Kiyoshi、Furukawa Yoichi、Koseki Haruhiko、Shimoda Kazuya、Tanaka Tomoaki、Sashida Goro、Iwama Atsushi
    • 雑誌名

      Leukemia

      巻: 36 ページ: 452~463

    • DOI

      10.1038/s41375-021-01402-2

  • [雑誌論文] CD271 + CD51 + PALLADIN - Human Mesenchymal Stromal Cells Possess Enhanced Ossicle-Forming Potential2021

    • 著者名/発表者名
      Sezaki Maiko、Biswas Subinoy、Nakata Sayuri、Oshima Motohiko、Koide Shuhei、Ho Nicole Pui Yu、Okamoto Nobukazu、Miyamoto Takeshi、Iwama Atsushi、Takizawa Hitoshi
    • 雑誌名

      Stem Cells and Development

      巻: 30 ページ: 725~735

    • DOI

      10.1089/scd.2021.0021

  • [雑誌論文] Limited rejuvenation of aged hematopoietic stem cells in young bone marrow niche2021

    • 著者名/発表者名
      Kuribayashi Wakako、Oshima Motohiko、Itokawa Naoki、Koide Shuhei、Nakajima-Takagi Yaeko、Yamashita Masayuki、Yamazaki Satoshi、Rahmutulla Bahityar、Miura Fumihito、Ito Takashi、Kaneda Atsushi、Iwama Atsushi
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Medicine

      巻: 218 ページ: e20192283

    • DOI

      10.1084/jem.20192283

  • [学会発表] Unraveling heterogeneity of aged hematopoietic stem cells by single-cell RNA sequence analysis2021

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Koide
    • 学会等名
      第83回日本血液学会学術集会

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公開日: 2022-12-28  

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