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本研究は「造血幹細胞が分化するかどうかの分岐点は細胞周期のG_2期にあることを仮定し、その運命選択に関わるシグナル分子を明らかにする」ことを目的とした。私たちは純化した造血幹細胞を特定のサイトカイン存在下で培養するとほぼ同期して細胞周期に入り、平均約48時間で1回転することを明らかにした。さらに、少なくとも培養24時間以内は造血幹細胞活性が変化しないこと、また、シングルセルレベルの実験から、M期を境に造血幹細胞活性が変化することを明らかにした。また、細胞内シグナル伝達の解析から、造血幹細胞刺激直後に活性化したシグナルは数時間後に一旦不活性化されるが、その後のG_2期に特定のシグナルが再活性化されることを見出した。これらのデータは造血幹細胞刺激直後の細胞内シグナルは細胞周期開始に必要であるが細胞の運命決定には関与しないこと、運命の選択はG_2/M期に行われることを示している。本研究では造血幹細胞の細胞周期における自己複製シグナルを同定するために、CD150^+CD34^-KSL造血幹細胞をFACSを用いて分離しSCF+TPO存在下で無血清培養を行い、培養前の細胞、培養6時間、12時間、24時間、48時間後に回収した細胞に対し、各種のシグナル分子に対する抗体を用いて、single-cell immunostainingを行った。その結果からG_2期においてJak2のリン酸化が細胞の運命選択に大きな影響を与えている可能性を示すデータを得た。一方、細胞周期進行に伴い発現する遺伝子の網羅的解析を行ったが、ごく限られた遺伝子のみの発現が変化することが明らかとなった。
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