Elucidating the fundamental mechanism of platelet biogenesis and its medical application

阐明血小板生物发生的基本机制及其医学应用

基本信息

批准号：
21H05047
负责人：
江藤浩之
金额：
$ 120.89万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-05 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H05047/
关键词：
血小板巨核球乱流培養槽バイオリアクター脂質膜 iPS細胞

项目摘要

本研究課題では、血小板産生場であるヒト巨核球の脂質二重膜が乱流シグナルを通じて時空間的に多様的・不均一に再構成され、最終的に脂質二重膜が切断されるまでの複雑な血小板産生分子メカニズムを明らかにすることを提案している。初年度では、巨核球の成熟多様性における物理刺激の複数のセンシング受容体の使い分け機構や、血小板活性化機能を保持したまま脂質膜の切断様式を決定する重要な分子の同定を進めることを目標にした。その結果、巨核球細胞膜表面に見出されるcilia(繊毛)構造体が“乱流センサー”であるとする当初の強い仮説を支持する結果が得られず、様々な検証から典型的なcilia構造とは異なる微絨毛やフィロポディアのような細胞突起であるとの結論に至った。一方で、cilia構造に重要なヘッジホッグシグナリングが血小板産生に重要であることを見出した。ヘッジホッグ分子は、微絨毛やフィロポディアのような細胞突起を通じて分泌されることが明らかになっているためその関連性を検証していく。また、ミトコンドリアの機能維持に関わるミトコンドリア特異的分子として知られているタンパク質が、血小板放出のタイミングでは成熟巨核球の細胞膜に移動し、脂質二重膜構造体の構造変化に関与する可能性が得られた。次に、巨核球細胞膜が切断されて発生する血小板産生時の膜切断機構に関し、切断活性を示す新たな候補分子を同定できた。以上の一連の分子機構を担う候補分子の発見に伴い、これらを標的にした検証実験が開始された。他方、新規の培養機器開発の一端としてGMP基準乱流刺激縦型可動式培養槽を先ず５０Lスケールで機能的な血小板産生が可能かの検証を進め、50L規模でも乱流エネルギー及びせん断ずり応力が至適な値を示すことを実証した。

该研究主题建议澄清产生血小板的分子机制的复杂机制，在这种机制中，人类巨核细胞的脂质双层膜是产生血小板的领域的，它是通过时空和异构信号以湍流的最终裂解，以最终的裂解，以时空和异质的方式重建。在第一年，目标是提高重要分子的鉴定，这些分子确定了巨核细胞成熟度多样性中物理刺激的不同机制，以及确定脂质膜裂解的重要分子的切割，同时保持血小板激活功能。结果，没有得到支持的原始强烈假设，即在巨毛细胞细胞膜表面发现的纤毛（纤毛）结构是“湍流传感器”，并且各种验证导致我们得出的结论是，它是一种像微绒毛或腓肠上的细胞突起，这与典型的cilia cilia cilia不同。另一方面，发现对纤毛结构很重要的刺猬信号对于血小板的产生很重要。刺猬分子已被揭示通过细胞过程（例如微绒毛和植物园）分泌，因此我们将检查它们的关系。此外，在血小板释放时间时，参与维持线粒体功能的线粒体特异性分子的蛋白可能会迁移到成熟的巨核细胞的细胞膜，从而导致它们可能与脂质毛线膜结构中的结构变化有关。接下来，在血小板产生过程中发现了表现出裂解活性的新候选分子，该分子是通过裂解巨核细胞细胞膜而产生的。随着负责上述分子机制的候选分子的发现，针对这些分子的验证实验已经开始。另一方面，作为新培养设备开发的一部分，我们首先进行了基于GMP的湍流刺激垂直移动培养基储罐，可在50升时产生功能性血小板，表明即使在50升尺度上，湍流能量和剪切剪切应力也具有最佳值。