並列タイトル等Profiling of endothelial cell derived stem cell factors associating with the regulation of hematopoietic stem calls
タイトル（掲載誌）平成19(2007)年度 科学研究費補助金 基盤研究(B) 研究成果報告書概要 = 2007 Fiscal Year Final Research Report Summary
一般注記金沢大学医薬保健研究域医学系
胎児期には造血幹細胞の旺盛な増殖が観察されるものの、成体骨髄では多くの造血幹細胞は細胞増殖を止め、休眠期に入る。このような細胞分裂の制御機構を解明することは、最終的には造血幹細胞の試験管内増幅を誘導する概念を創出すると考えられる。そこで、本研究では造血幹細胞と血管内皮細胞に共通して発現するTie2受容体の下流シグナルの解析から、造血幹細胞の細胞分裂に関与する分子の同定とその機能解析を実施した。Tie2の恒常的活性型遺伝子を作成し、血液細胞や血管内皮細胞株に遺伝子導入して、発現の左右される遺伝子につきマイクロアレイ、サブトラクション法を用いて遺伝子の単離を行った。血液細胞株から得られたE11は酵母ではPSF1として知られ、DNA複製に必須の分子である。本遺伝子のノックアウトマウスを作製したところ、内部細胞塊の形成不全にて胎生6日前後で致死となった。+/-マウスを用いた解析により、PSF1は造血幹細胞の細胞周期をG1からS期に移行する際に重要な機能を果たすことが判明した。また、Tie2の活性化により造血幹細胞において発現の上昇することを発見したgalectir-3について検討を行った。galectin-3のノックアウトマウスを解析したところ、成体骨髄における造血幹細胞数が正常マウスと比較し3倍に増加していた。さらに、Tie2遺伝子のプロモーター制御下にgalectin-3を過剰発現する条件付きトランスジェニックマウスを作成したところ、本トランスジェニックマウスでは造血幹細胞の増殖が抑制され、胎児期早期に致死となることが判明した。このマウスの造血幹細胞では細胞周期を負に制御するP21の発現が亢進していた。以上より、造血幹細胞上のTie2の活性化は、galectin-3の発現を正に制御し、結果として造血幹細胞の休眠を誘導していることが明らかとなった。
Quiescence is thought to be one of important feature of hematopoietic stem cells (HSCs) for the prevention of exhaustion in bone marrow (BM) adult hematopoiesis. Recently, it has suggested that HSCs change their cell cycle status from cycling population to quiescent one between 3 and 4 weeks after birth. However, the precise molecular mechanism of induction in quiescence of HSCs is not fully understood. Although Tie2, a receptor tyrosine kinase expressed on HSCs has been suggested to regulate quiescence of HSCs, its role is not clearly known. Therefore, we isolated molecules affected by Tie2 activation and analyzed the function of those molecules. We isolated a novel evolutionarily conserved DNA replication factor, PSFI (Partner of SLD5-1) in HSCs. In one-year-old PSF1(+/-) mice, the pool size of stem cells and progenitors is decreased. While young PSF1(+/-) mutant mice develop normally, are fertile, and have no obvious differences in hematopoiesis in the steady state compared with wild-type mice, intravenous injection of 5-fluorouracil (5-FU) is lethal in PSF1(+/-) mice due to a delay in induction of HSC proliferation during ablated BM reconstitution. Our data indicated that PSF1 is required for acute proliferation of HSCs in the BM of mice. Moreover, we found that galactose binding lectin-3 (galectin-3; Gal-3) upregulated by Tie2 activation plays a role in quiescence of HSCs. HSCs from mice harboring conditionally overexpressed Gal-3 under the control of the Tie2 promoter progressed slowly through the cell cycle because of induction of p21. By contrast, cell cycle of Tie2+HSC population from Gal-3-deficient mice was accelerated resulted in exhaustion of HSCs possessing long-term repopulating ability in adult BM. These indicated that Gal-3 is negative regulator of HSC cycling and has a crucial role in inhibition of exhaustion for adult hematopoiesis.
研究課題/領域番号:16390275, 研究期間(年度):2004 – 2007
出典：「造血幹細胞制御に関わる血管内皮細胞由来幹細胞因子の遺伝子プロファイリング」研究成果報告書 課題番号16390275（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-16390275/163902752007kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/)を加工して作成
一次資料へのリンクURLhttps://kanazawa-u.repo.nii.ac.jp/?action=repository_action_common_download&item_id=56976&item_no=1&attribute_id=26&file_no=1
関連情報https://nrid.nii.ac.jp/ja/search/?kw=80291954
https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-16390275/
https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-16390275/163902752007kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/
連携機関・データベース国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）