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2022 年度 実績報告書

造血幹細胞の骨髄内時空間動態の測定技術の確立と制御因子の解析

研究課題

研究課題/領域番号 21H02957
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

田久保 圭誉  国立研究開発法人国立国際医療研究センター, 研究所, 生体恒常性プロジェクト長 (50502788)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード造血幹細胞 / 幹細胞ニッチ / 骨髄 / in vivoイメージング / 細胞動態
研究実績の概要

骨髄では造血幹細胞や前駆細胞が各種のニッチ細胞に由来する様々なシグナルを受容して、下流の多彩なシグナルを活性化し、増殖・分化プログラムが起動されることによって、体内の造血需要に応じて必要な細胞種が必要な数だけ供給される。これまで、ニッチ細胞の除去モデルや、ニッチ因子・受容体ノックアウトマウスの解析などから骨髄の造血幹細胞ニッチは概念的には存在が示唆されている。しかし、実際にニッチが骨髄内でどのように形成・分布しているかという命題は残されており、造血幹細胞と他の細胞の相互作用、運命決定の時空間的制御機構の実態、そしてこれらが状況に応じてどう変化して病態に寄与するかの情報が欠けていた。本研究では技術基盤を整えつつ骨髄のin vivoイメージングを実施してこの命題に取り組み、ニッチ因子が造血幹細胞動態に及ぼす効果も明らかにしながら造血幹細胞の運命決定の実態を時空間的に解き明かすことを企図した計画を実施している。第二年度は、骨髄における造血幹細胞とニッチの同時イメージング技術基盤を利活用することで、定常時の造血幹細胞の時空間動態の解析を実施した。多光子レーザー顕微鏡による生体骨髄の観察技術を用いて骨髄内各種のランドマークの可視化を実施し、さらには同時に造血幹細胞の時空間局在との同時可視化も行った。次いでこうした状況下における造血幹細胞の時空間動態を記録し、特徴や経時的変化の解析・同定を進めた。また、経頭蓋薬物送達法を併用することで、造血幹細胞の局在・動態に対するニッチ因子や関連分子の作用の検証を継続した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

ほぼ計画通りの実験検討を実施することができている。

今後の研究の推進方策

今後もいくつかの技術的な困難が想定される計画内容があるが、トラブルシューティングを行い多面的に課題解決を図りながら計画を推進する。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Potential Involvement of Oxidative Stress in Ligamentum Flavum Hypertrophy2023

    • 著者名/発表者名
      Ito K, Kise H, Suzuki S, Nagai S, Hachiya K, Takeda H, Kawabata S, Ikeda D, Takubo K, Kaneko S, Fujita N.
    • 雑誌名

      J Clin Med

      巻: 12 ページ: 808

    • DOI

      10.3390/jcm12030808

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quantitative Analysis of Sympathetic and Nociceptive Innervation Across Bone Marrow Regions in Mice2022

    • 著者名/発表者名
      Fujita S, Morikawa T, Tamaki S, Sezaki M, Takizawa H, Okamoto S, Kataoka K, Takubo K.
    • 雑誌名

      Exp Hematol

      巻: 112-113 ページ: 44-59

    • DOI

      10.1016/j.exphem.2022.07.297

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Approaches towards Elucidating the Metabolic Program of Hematopoietic Stem/Progenitor Cells2022

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi H, Watanuki S, Takubo K.
    • 雑誌名

      Cells

      巻: 11 ページ: 3189

    • DOI

      10.3390/cells11203189

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] RNaseH2A downregulation drives inflammatory gene expression via genomic DNA fragmentation in senescent and cancer cells2022

    • 著者名/発表者名
      Sugawara S, Okada R, Loo TM, Tanaka H, Miyata K, Chiba M, Kawasaki H, Katoh K, Kaji S, Maezawa Y, Yokote K, Nakayama M, Oshima M, Nagao K, Obuse C, Nagayama S, Takubo K, Nakanishi A, Kanemaki MT, Hara E, Takahashi A.
    • 雑誌名

      Commun Biol

      巻: 5 ページ: 1420

    • DOI

      10.1038/s42003-022-04369-7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A culture platform to study quiescent hematopoietic stem cells following genome editing2022

    • 著者名/発表者名
      Shiroshita K, Kobayashi H, Watanuki S, Karigane D, Sorimachi Y, Fujita S, Tamaki S, Haraguchi M, Itokawa N, Aoyoama K, Koide S, Masamoto Y, Kobayashi K, Nakamura-Ishizu A, Kurokawa M, Iwama A, Okamoto S, Kataoka K, Takubo K.
    • 雑誌名

      Cell Rep Methods

      巻: 2 ページ: 100354

    • DOI

      10.1016/j.crmeth.2022.100354

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 神経シグナルによる造血幹・前駆細胞のホーミング制御2023

    • 著者名/発表者名
      田久保圭誉
    • 学会等名
      第22回日本再生医療学会総会
    • 招待講演
  • [学会発表] 造血幹細胞の代謝プログラムを明らかにする試み2022

    • 著者名/発表者名
      田久保圭誉
    • 学会等名
      iSeminar
    • 招待講演
  • [学会発表] Hematopoietic stem cells acquire robust mitochondrial metabolic plasticity by increasing Sdhaf1 protein levels during aging2022

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Watanuki, Hiroshi Kobayashi, Keiyo Takubo
    • 学会等名
      Hemato-Retreat2022
  • [学会発表] Mesenchymal loss of p53 alters stem cell capacity and models human fibrosarcoma2022

    • 著者名/発表者名
      Yuriko Sorimachi, Hiroshi Kobayashi, Nobuhito Goda, Keiyo Takubo
    • 学会等名
      Hemato-Retreat2022
  • [学会発表] 造血幹細胞の遺伝子編集前培養はRNPの核内輸送を増強する2022

    • 著者名/発表者名
      城下 郊平、小林 央、田久保 圭誉
    • 学会等名
      第7回ゲノム編集学会
  • [学会発表] Hematopoietic stem cells acquire robust mitochondrial metabolic plasticity by increasing Sdhaf1 protein levels during aging2022

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Watanuki, Hiroshi Kobayashi, Keiyo Takubo
    • 学会等名
      第19回幹細胞シンポジウム
  • [学会発表] Mesenchymal loss of p53 alters stem cell capacity and models human fibrosarcoma2022

    • 著者名/発表者名
      Yuriko Sorimachi, Hiroshi Kobayashi, Nobuhito Goda, Keiyo Takubo
    • 学会等名
      第19回幹細胞シンポジウム
  • [学会発表] 造血幹細胞のATP濃度制御とエイジング2022

    • 著者名/発表者名
      田久保 圭誉
    • 学会等名
      第8回がんと代謝研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 造血幹細胞のPFKFB3依存的解糖系流量調節2022

    • 著者名/発表者名
      綿貫慎太郎、小林央、田久保圭誉
    • 学会等名
      第8回がんと代謝研究会
  • [学会発表] PFKFB3はストレス毎に異なる修飾を介して造血幹細胞機能を維持する2022

    • 著者名/発表者名
      綿貫慎太郎、小林央、田久保圭誉
    • 学会等名
      低酸素研究会2022
  • [学会発表] Real-time ATP analysis reveals stress-dependent Pfkfb3 modification and its effect on hematopoiesis2022

    • 著者名/発表者名
      綿貫慎太郎、小林央、杉浦悠毅、山本正道、城下郊平、反町優理子、小出周平、大島基彦、西山晃、村上紘一、原口美帆、玉置新平、山本雄広、岡本真一郎、田村智彦、末松誠、岩間厚志、田久保圭誉
    • 学会等名
      第84回日本血液学会学術集会
  • [学会発表] Nociceptive nerves facilitate hematopoietic cell homing to bone marrow by tuning microcirculation2022

    • 著者名/発表者名
      Shinya Fujita, Takayuki Morikawa, Keisuke Kataoka, Keiyo Takubo
    • 学会等名
      第84回日本血液学会学術集会
  • [学会発表] Optimized culture condition that improves post-editing function of hematopoietic stem cells2022

    • 著者名/発表者名
      Kohei Shiroshita, Hiroshi Kobayashi, Keisuke Kataoka, Keiyo Takubo
    • 学会等名
      第84回日本血液学会学術集会
  • [学会発表] An optimized culture condition for hematopoietic stem cells that improves the gene editing efficiency and post-editing function2022

    • 著者名/発表者名
      Kohei Shiroshita, Hiroshi Kobayashi, Daiki Karigane, Keiyo Takubo
    • 学会等名
      ISEH2022
    • 国際学会
  • [備考] 国立国際医療研究センター研究所生体恒常性プロジェクト公式ウェブサイト

    • URL

      https://takubolab.com/

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公開日: 2023-12-25  

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