DNAメチル化が支配する造血幹細胞の自己複製能

2010 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22591029
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 依馬 秀夫 東京大学, 医科学研究所, 特任准教授 (50344445)
• キーワード: 造血幹細胞 / DNAメチル化 / 自己複製 / 分化 / Dnmt3a / Dnmt3b

研究概要

造血幹細胞は自己複製能と多分化能を併せ持ち、個体の一生にわたってクローナルにすべての血球系を産生し続けることができる。自己複製とは親細胞が分裂を介して自分と全く同じ能力を持つ娘細胞を産生することであるが、どのような分子基盤があればこれを繰り返すことができるのかよく分かっていない。申請者らは以前de novo DNAメチル化酵素であるDnmt3aとDnmt3bのいずれも造血幹細胞の分化には必須ではないが、どちらか一方が自己複製の維持に必須であることを報告した。これは成体骨髄の造血幹細胞を対象にした研究であったが、本研究ではこれらの酵素の造血発生における役割を明らかにすることを目的とした。Dnmt3a+/-マウス同士の交配あるいはDnmt3b+/-マウス同士の交配によって野生型、ヘテロ型、ホモ型の胎仔を得た。それぞれの胎仔から胎生13.5日の肝臓を分離し、致死量の放射線照射したマウスに移植して長期骨髄再構築能を解析した。その結果、Dnmt3a欠損マウスでは造血幹細胞の機能に全く異常がないが、Dnmt3b欠損マウスの造血幹細胞では長期骨髄再構築能が著しく低下していることが明らかとなった。このことは造血幹細胞の発生にDnmt3bが必須であることを示している。胎仔肝臓から造血幹細胞を高度に濃縮したCD48-c-Kit+Sca-1+Lin-細胞を分離し、これらの細胞からgenomic DNAを抽出した。これを用いてDNAメチル化解析を行った。その結果、Dnmt3aおよびDnmt3b特異的DNAメチル化部位が明らかとなった。Dnmt3bによってメチル化されるDNAの部位と造血幹細胞の自己複製能との関連が興味深い。

研究成果

• [雑誌論文] Functional characterization of hematopoietic stem cells in the spleen (2011)
  • 著者名/発表者名: Morita, Y., et al.
  • 雑誌名: Exp Hematol 巻: 39 ページ: 351-359
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heterogeneity and hierarchy within the most primitive hematopoietic stem cell compartment (2010)
  • 著者名/発表者名: Morita, Y., Ema, H., and Nakauchi, H
  • 雑誌名: J Exp Med 巻: 207 ページ: 1173-1182
  • URL: http://jem.rupress.org/
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mice lacking Dok-1, Dok-2, and Dok-3 succumb to aggressive histiocytic sarcoma (2010)
  • 著者名/発表者名: Mashima, R., Honda, K., Yang, Y., Morita, Y., Inoue, A., Arimura, S., Nishina, H., Ema, H., Nakauchi, H., Seed, B., Oda, H., and Yamanashi, Y.
  • 雑誌名: Lab Invest 巻: 90 ページ: 1357-1364
  • URL: http://www.nature.com/labinvest/index.html
  • 査読あり
• [学会発表] 造血幹細胞とiPS細胞 (2010)
  • 著者名/発表者名: 依馬秀夫, 他
  • 学会等名: 第31回日本再生・炎症医学会
  • 発表場所: 京王プラザホテル
  • 年月日: 2010-08-05
• [図書] Principles of Hematopoietic Stem Cell Biology (2010)
  • 著者名/発表者名: Ema H., et al.
  • 総ページ数: 36/251(1-36)
  • 出版者: Human Press
• [備考]
  • URL: http://www.ims.u-tokyo.acjp/imsut/jp/lab/stemcell/