造血幹細胞の未分化性を維持する人工骨髄微小環境の構築

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25713037
• 研究種目: 若手研究(A)
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 山崎 聡 東京大学, 医科学研究所, 助教 (50625580)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 造血幹細胞 / 骨髄ニッチ / 幹細胞増幅 / 造血幹細胞移植

研究概要

研究の目的
造血幹細胞は骨髄中に存在し、未分化性を保ちつつ生涯にわたり血液細胞を供給しうる組織幹細胞である。申請者は骨髄中に存在する造血幹細胞の休眠状態を分子レベルで解析を行うことにより、造血幹細胞が線虫や冬眠するリスと同じ機構で休眠状態にあることを明らかにした。また、造血幹細胞の冬眠状態に維持にTGF-betaが重要であること,さらに骨髄中の非髄鞘シュワン細胞によるTGF-betaの活性化が造血幹細胞の休眠状態を誘導することを明らかにした。本プロジェクトでは申請者がこれまで報告してきた知見を基に、造血幹細胞を維持する骨髄微小環境の詳細を明らにすることにより、人工骨髄微小環境を構築し、in vitroにおいて造血幹細胞の未分化性を保つ培養法を確立することを目的とする。
研究実施計画
１）造血幹細胞を増幅させる培養条件として、数十種類の液性因子を造血幹細胞の培養液に加え、造血幹細胞が効率よく増殖する液性因子の条件をスクリーニングする。また、国内外で条件が違う造血幹細胞の培養液を国際基準にするために新しい、培養液の開発を行う。
２）人工骨髄を作製するために、ブタの大腿骨をマイクロCTでデータ化し、その後3Dプリンターによりチタン素材の人工骨を作製した。今後、骨髄細胞を循環培養することにより、今回作製した人工骨髄培養器が骨髄そのものの環境を長期に維持できうるか、またその環境で造血幹細胞が維持できうるかを解析する。

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

開始1年であり、動物や移植を用いた実験系が多いながらも、着実にデータを出し、その結果から得られるものが多いということから順調に進行していると言える。

今後の研究の推進方策

本年度においても、同様な推進により研究を行っていく。

研究成果

• [雑誌論文] Clock gene Bmal1 is dispensable for intrinsic properties of murine hematopoietic stem cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ieyasu A, Tajima Y, Shimba S, Nakauchi H, Yamazaki S.
  • 雑誌名: J Negat Results Biomed. 巻: 8 ページ: 1477-5751-13-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] The TIF1β-HP1 System Maintains Transcriptional Integrity of Hematopoietic Stem Cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Miyagi S, Koide S, Saraya A, Wendt GR, Oshima M, Konuma T, Yamazaki S, Mochizuki-Kashio M, Nakajima-Takagi Y, Wang C, Chiba T, Kitabayashi I, Nakauchi H, Iwama A
  • 雑誌名: Stem Cell Reports 巻: 23 ページ: 145-152
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stage-specific roles for Cxcr4 signaling in murine hematopoietic stem/progenitor cells in the process of bone marrow repopulation. (2014)
  • 著者名/発表者名: Lai CY, Yamazaki S, Okabe M, Suzuki S, Maeyama Y, Iimura Y, Onodera M, Kakuta S, Iwakura Y, Nojima M, Otsu M, Nakauchi H.
  • 雑誌名: Stem Cells 巻: 8 ページ: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Immortalization of Erythroblasts by c-MYC and BCL-XL Enables Large-Scale Erythrocyte Production from Human Pluripotent Stem Cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirose S, Takayama N, Nakamura S, Nagasawa K, Ochi K, Hirata S, Yamazaki S, Yamaguchi T, Otsu M, Sano S, Takahashi N, Sawaguchi A, Ito M, Kato T, Nakauchi H, Eto K.
  • 雑誌名: Stem Cell Reports 巻: 5 ページ: 499-508
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of engraftable hematopoietic stem cells from induced pluripotent stem cells by way of teratoma formation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki N, Yamazaki S, Yamaguchi T, Okabe M, Masaki H, Takaki S, Otsu M, Nakauchi H.
  • 雑誌名: Mol Ther 巻: 21 ページ: 1424-1231
  • 査読あり
• [学会発表] 造血幹細胞を維持する骨髄ニッチ (2014)
  • 著者名/発表者名: 山崎聡
  • 学会等名: 日本再生医療学会
  • 発表場所: 京都国際会議場
  • 年月日: 20140304-20140306
  • 招待講演
• [備考] 東京大学医科学研究所
  • URL: http://www.ims.u-tokyo.ac.jp/imsut/jp/lab/stemcell/
• [備考] 幹細胞治療研究センター
  • URL: http://stemcell-u-tokyo.org/sct/