クローン性造血関連遺伝子変異特異的な自己複製亢進を誘導する骨髄微小環境の解明

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まず造血幹細胞(HSC)に最適化した遺伝子編集法の確立に取り組んだ。高サイトカイン・長時間の遺伝子編集前培養がRNPの核内移行性を改善し、遺伝子編集効率を向上させることを見出した。遺伝子編集後培養ではなく、遺伝子編集前培養が遺伝子編集効率を規定することを明らかにした。次に遺伝子編集後HSCの再静止期化を試みた。遺伝子編集後HSCを高アルブミン・低酸素・低サイトカインで規定される静止期維持培養環境で培養した。編集前培養で刺激され活性化状態にあった遺伝子編集HSCが7日間かけて再度静止期に戻ることを見出した。静止期維持培養後の遺伝子編集HSCは、古典的な増殖培養後の遺伝子編集HSCに比べて、新鮮HSCに類似した細胞表面マーカータイプ・遺伝子発現プロファイルを有していた。さらに競合的骨髄移植を行ったところ、増殖培養群に比べて高い移植後生着能・再構築能を維持していた。遺伝子編集後HSCの静止期再獲得という現象は、アデノ随伴ウィルス(AAV)を用いた相同修復(HDR)とヒト臍帯血HSCを用いた非相同末端結合(NHEJ)でも確認され、遺伝子編集後の培養条件を調節することで、HSCの細胞周期を体外で制御できることが明らかとなった。これまでHSCの静止期性(quiescence)の解析には主にマウスモデルが用いられてきたが、対象となる遺伝子数に制限があることやマウスモデルの樹立まで時間を要すること、さらにヒトへの応用性などの問題点があった。本研究で確立した遺伝子編集・培養プラットフォームはHSCの静止期性研究において有用な解析ツールとなりうる。この遺伝子編集プラットフォームを用いて、クローン性造血(CHIP)関連遺伝子変異を導入したHSCの動態を解析したところ、7日間という短期間では有意な差は見られず、今後培養環境の最適化や培養期間の延長などが必要である。