３次元イメージングによる骨髄造血幹細胞ニッチの同定

本課題遂行する上で必須となるレーザースピニングディスク共焦点顕微鏡を九州大学に設置し、アルバートアインシュタイン医科大学で開発した骨髄ホールマウントイメージング技術の立ち上げを行った。更に、本研究課題に必要な複数のマウス系統NG2-creERTM/loxp-Tomato/Nes-GFP、Lepr-cre / loxp-Tomatoを導入しそれぞれのコロニーを樹立し、実験動物の安定した使用が可能となった。本研究課題の本年度予定していた(1)　異なる血管性ニッチ（細動脈性、骨髄洞性）による造血幹細胞機能の制御機構の解明に関しては、Paul Frenette研究室との共同研究により、効率的に実験を行い、予備実験で認められたNG2-creERTM/CXCL12-floxマウス系統における表面マーカーによる造血幹細胞の減少を、骨髄移植によるCompetitive repopulation実験により、機能的に証明することに成功した。(2) 造血を支持する骨髄間質細胞分化の階層化と機能解析に関しては、Osx-creERマウス系統を用いたlineage tracingを行うことにより、 マウス新生児段階のOsx発現細胞は、造血幹細胞ニッチを構成するレプチン受容体陽性細胞の前駆細胞であることを明らかにした(Mizoguchi et al. Dev. Cell 2014)。更に、NG2-creERTM/loxp-Tomatoによるより長期的なlineage-tracingを行った結果、NG2陽性細胞の骨髄内での増加は認められず、細動脈周囲NG2陽性細胞は、生理的条件下では静止状態にあり組織維持には寄与しておらず、放射線や抗がん剤投与のよる骨髄傷害時にのみストローマや骨に分化することで組織再生に寄与することを明らかにすることができた。

本課題遂行する上で必須となるレーザースピニングディスク共焦点顕微鏡を九州大学に設置し、アルバートアインシュタイン医科大学で開発した骨髄ホールマウントイメージング技術の立ち上げを行った。更に、本研究課題に必要な複数のマウス系統NG2-creERTM/loxp-Tomato/Nes-GFP、Lepr-cre / loxp-Tomatoを導入しそれぞれのコロニーを樹立し、実験動物の安定した使用が可能となった。本研究課題の本年度予定していた(1)　異なる血管性ニッチ（細動脈性、骨髄洞性）による造血幹細胞機能の制御機構の解明に関しては、Paul Frenette研究室との共同研究により、効率的に実験を行い、予備実験で認められたNG2-creERTM/CXCL12-floxマウス系統における表面マーカーによる造血幹細胞の減少を、骨髄移植によるCompetitive repopulation実験により、機能的に証明することに成功した。(2) 造血を支持する骨髄間質細胞分化の階層化と機能解析に関しては、Osx-creERマウス系統を用いたlineage tracingを行うことにより、 マウス新生児段階のOsx発現細胞は、造血幹細胞ニッチを構成するレプチン受容体陽性細胞の前駆細胞であることを明らかにした(Mizoguchi et al. Dev. Cell 2014)。更に、NG2-creERTM/loxp-Tomatoによるより長期的なlineage-tracingを行った結果、NG2陽性細胞の骨髄内での増加は認められず、細動脈周囲NG2陽性細胞は、生理的条件下では静止状態にあり組織維持には寄与しておらず、放射線や抗がん剤投与のよる骨髄傷害時にのみストローマや骨に分化することで組織再生に寄与することを明らかにすることができた。