単一造血幹細胞のATP濃度・量のリアルタイム測定技術の確立

单个造血干细胞ATP浓度和量实时测量技术的建立

• 批准号: 22K19550
• 负责人: 田久保 圭誉
• 金额: $ 4.16万
• 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 Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19550/
• 关键词: 造血幹細胞; 幹細胞代謝; 単一細胞解析; 定量生物学; リアルタイムATP濃度解析; 代謝リプログラミング

細胞が生存しながら各種のイベント（運動・増殖等）を実行する際にはエネルギー通貨ATPが消費される。すなわち、細胞活動の維持にはATPの適切な産生・消費のバランスが保たれることが肝要である。近年、エネルギー代謝バランスが組織幹細胞の運命決定に重要であることが知られるようになり、「幹細胞代謝学」という新たな融合領域が勃興してきた。骨髄に住まう造血幹細胞を制御する微小環境(ニッチ)因子として、骨髄内の低い酸素分圧が重要で、エネルギー代謝調節を通じて幹細胞性を維持し造血恒常性を保つことが報告されてきた。しかし、既存研究手法には限界があり、その結果、「造血幹細胞のATP濃度の細胞間多様性や制御機構、それらの本質的な意義は何であるか」という根源的な問いは未だに放置されている。そこで本研究では、ATPバイオセンサー搭載造血幹細胞を用いた、単一造血幹細胞のATP濃度・量のリアルタイム測定技術を確立して、この問いに答えることを目的とする。初年度は、技術開発の基盤となる体外でATP濃度を維持する培養条件の探索・同定を実施した。その過程においては、通常の造血幹細胞の培養条件ではATP濃度が速やかに低下することを見出し、既存の造血幹細胞代謝研究の陥穽の存在が示唆された。また、この検討に基づいて、ATPバイオセンサー搭載造血幹細胞によるATP濃度・量の定量測定系を確立するべく多様な測定条件を試行して、ある程度妥当性のある解析結果が得られる測定手法の確立に成功した。

Cell survival and various activities (exercise, reproduction, etc.) and consumption of ATP. Maintenance of cell activity, maintenance of ATP, appropriate production and consumption of ATP, and maintenance of liver function. In recent years, we have learned about the importance of metabolic stem cells in determining the fate of tissue stem cells.られるようになり, "Stem Cell Metabolism" and the new fusion field are booming. The bone marrow is inhabited by hematopoietic stem cells, and the microenvironment (microenvironment) factor is contained in the bone marrow. It is necessary to regulate metabolism and maintain hematopoietic homeostasis by regulating metabolism and maintaining hematopoietic homeostasis.しかし、Existing research techniques にはlimit があり、そのResults のATP concentration of hematopoietic stem cells and intercellular polymorphism やControl mechanism, the meaning of the essence of the control mechanism, the meaning of the essence, and the origin of the control mechanism.そこでThis research uses いた, ATP バイオセンサー equipped with hematopoietic stem cells, and single hematopoietic stem cells のA TP concentration and quantity measurement technology has been established, and the purpose of the test has been established. In the first year of the year, we explored and established the basis for technological development, including in vitro maintenance of ATP concentration and culture conditions. The process and culture conditions of hematopoietic stem cells are the same as the ATP concentration and speed. The research on metabolism of hematopoietic stem cells and the existing research on hematopoietic stem cell metabolism show the existence of low-level and instigating factors. Established a quantitative measurement system for ATP concentration and amount using hematopoietic stem cells including また, この検にbased づいて, and ATP バイオセンサーThe determination of the test conditions and the degree of adequacy of the measurement conditions were analyzed and the results were successfully established.

项目成果

神経シグナルによる造血幹・前駆細胞のホーミング制御

神经信号对造血干细胞和祖细胞的归巢控制

• 发表时间: 2023
• 作者: 宮本敏浩;田久保圭誉
• 通讯作者: 田久保圭誉

PFKFB3はストレス毎に異なる修飾を介して造血幹細胞機能を維持する

PFKFB3根据压力通过不同的修饰维持造血干细胞功能

• 发表时间: 2022
• 作者: 綿貫慎太郎;小林央;田久保圭誉
• 通讯作者: 田久保圭誉

Nociceptive nerves facilitate hematopoietic cell homing to bone marrow by tuning microcirculation

伤害性神经通过调节微循环促进造血细胞归巢到骨髓

• 发表时间: 2022
• 作者: Shinya Fujita;Takayuki Morikawa;Keisuke Kataoka;Keiyo Takubo
• 通讯作者: Keiyo Takubo

An optimized culture condition for hematopoietic stem cells that improves the gene editing efficiency and post-editing function

优化造血干细胞培养条件，提高基因编辑效率和后期编辑功能

• 发表时间: 2022
• 作者: Kohei Shiroshita;Hiroshi Kobayashi;Daiki Karigane;Keiyo Takubo
• 通讯作者: Keiyo Takubo

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