Establishment of imaging technique for spatiotemporal dynamics of hematopoietic stem cells in bone marrow

骨髓造血干细胞时空动态成像技术的建立

• 批准号: 21H02957
• 负责人: 田久保 圭誉
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: National Center for Global Health and Medicine
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02957/
• 关键词: 造血幹細胞; 幹細胞ニッチ; 骨髄; in vivoイメージング; 細胞動態

骨髄では造血幹細胞や前駆細胞が各種のニッチ細胞に由来する様々なシグナルを受容して、下流の多彩なシグナルを活性化し、増殖・分化プログラムが起動されることによって、体内の造血需要に応じて必要な細胞種が必要な数だけ供給される。これまで、ニッチ細胞の除去モデルや、ニッチ因子・受容体ノックアウトマウスの解析などから骨髄の造血幹細胞ニッチは概念的には存在が示唆されている。しかし、実際にニッチが骨髄内でどのように形成・分布しているかという命題は残されており、造血幹細胞と他の細胞の相互作用、運命決定の時空間的制御機構の実態、そしてこれらが状況に応じてどう変化して病態に寄与するかの情報が欠けていた。本研究では技術基盤を整えつつ骨髄のin vivoイメージングを実施してこの命題に取り組み、ニッチ因子が造血幹細胞動態に及ぼす効果も明らかにしながら造血幹細胞の運命決定の実態を時空間的に解き明かすことを企図した計画を実施している。第二年度は、骨髄における造血幹細胞とニッチの同時イメージング技術基盤を利活用することで、定常時の造血幹細胞の時空間動態の解析を実施した。多光子レーザー顕微鏡による生体骨髄の観察技術を用いて骨髄内各種のランドマークの可視化を実施し、さらには同時に造血幹細胞の時空間局在との同時可視化も行った。次いでこうした状況下における造血幹細胞の時空間動態を記録し、特徴や経時的変化の解析・同定を進めた。また、経頭蓋薬物送達法を併用することで、造血幹細胞の局在・動態に対するニッチ因子や関連分子の作用の検証を継続した。

在骨髓中，造血干细胞和祖细胞接受源自各种细胞细胞的各种信号，激活各种下游信号，并通过激活所需的细胞类型来激活增殖和分化程序，以响应人体的造血需求，以提供尽可能多的次。到目前为止，已经建议在骨髓造血干细胞壁ne中概念上存在用于去除小众细胞和小裂因子/受体基因敲除小鼠的模型。然而，命题仍然是壁ches如何在骨髓中实际形成和分布的，以及缺乏有关造血干细胞和其他细胞之间相互作用的信息，命运确定的时空调节机制的实际状况以及这些如何根据情况而变化并为病理学做出改变。这项研究旨在通过在准备技术基础的同时实施骨髓的体内成像来解决这一主张，并阐明利基因素对造血干细胞动力学的影响，并以时空方式阐明造血干细胞命运的现实。在第2财年，我们通过利用同时成像技术基础来分析造血干细胞的造血干细胞的时空动力学，用于造血干细胞和骨髓中的壁ni。使用多光子激光显微镜使用生物骨髓观察技术可视化骨髓中的各种地标，同时，使用造血干细胞的时空定位进行可视化。接下来，在这种情况下记录了造血干细胞的时空动力学，并分析和鉴定了随着时间的推移的特征和变化。此外，通过使用经颅药物递送方法组合，我们继续验证利基因子和相关分子对造血干细胞定位和动力学的影响。

项目成果

Mitf is required for T cell maturation by regulating dendritic cell homing to the thymus

Mitf 通过调节树突状细胞归巢至胸腺来实现 T 细胞成熟

• DOI: 10.1016/j.bbrc.2022.01.091
• 发表时间: 2022
• 期刊: Biochem Biophys Res Commun
• 作者: Karigane D;Haraguchi M;Toyama-Sorimachi N;Nishimura EK,?Takubo K.
• 通讯作者: Nishimura EK,?Takubo K.

A Culture Method to Maintain Quiescent Human Hematopoietic Stem Cells

维持静止人类造血干细胞的培养方法

• DOI: 10.3791/61938
• 发表时间: 2021
• 期刊: J Vis Exp
• 作者: Mochizuki-Kashio Makiko;Shiozaki Hiroko;Suda Toshio;Nakamura-Ishizu Ayako;Kobayashi H,?Takubo K.
• 通讯作者: Kobayashi H,?Takubo K.

Mesenchymal loss of p53 alters stem cell capacity and models human fibrosarcoma

p53 间充质缺失改变干细胞能力并模拟人​​类纤维肉瘤

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuriko Sorimachi;Hiroshi Kobayashi;Nobuhito Goda;Keiyo Takubo
• 通讯作者: Keiyo Takubo

単一細胞リアルタイム代謝解析に基づく加齢造血幹細胞の代謝変化の解析

基于单细胞实时代谢分析分析衰老造血干细胞的代谢变化

• 发表时间: 2021
• 作者: Wenzhe Li;Atsushi Okabe;Keisuke Matsusaka;Masaki Fukuyo;Bahityar Rahmutulla;Atsushi Kaneda.;田久保圭誉
• 通讯作者: 田久保圭誉

Obesity accelerates hair thinning by stem cell-centric converging mechanisms.

• DOI: 10.1038/s41586-021-03624-x
• 发表时间: 2021-07
• 期刊: Nature
• 影响因子: 64.8