Elucidating the fundamental mechanism of platelet biogenesis and its medical application

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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。