Studying molecular mechanisms of megakaryocyte maturation andplatelet production derived from human embryonic stem cells

研究人胚胎干细胞巨核细胞成熟和血小板产生的分子机制

基本信息

批准号：
19591096
负责人：
KOJI Eto
金额：
$ 2.91万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

WAVE2/Abi1複合体を介した巨核球成熟及び血小板産生の分子機構解明血小板産生に関わる様々な要因の内、巨核球への選択的分化、巨核球成熟、血小板放出などにはアクチン・ミオシン細胞骨格系の関与が示唆される。本研究では、アクチン制御分子Rhoファミリーの一つであるRacおよびそのエフェクターであるWAVEに焦点を当て、巨核球成熟、血小板放出機構におけるWAVE1,WAVE2の働きを明らかにした。WAVE1は、血小板産生を含む生体内造血においての関与は認められなかった。一方、WAVE2欠損マウスが胎生致死であることからWAVE2欠損胚性幹(ES)細胞を作製し、in vitroでの造血を観察した結果、WAVE2がAbi1との複合体構造維持により巨核球の多核化に伴う細胞質の拡大(成熟過程)および正常な血小板産生に必須であること、また血小板のインテグリン依存的細胞進展にもWAVE2/Abi1複合体が必須である事を明らかにした。ヒトES細胞からの造血前駆細胞濃縮分子機構の解明と効率的血小板産生法への発展ヒトES細胞の分化培養系の開発を進め、内部に造血前駆細胞が濃縮される特異的な形態を持つネット様構造物の作成に成功した。このネット様構造物は、造血を促進維持するニッチの役割も担っていると考えられる。造血前駆細胞からは、血小板前駆細胞体である巨核球への分化成熟が促進されることが観察された。産生された巨核球からは血小板も放出され、電子顕微鏡観察、機能解析の結果よりヒト末梢血の血小板に相同する血小板がヒトES細胞から産生可能なことを証明した。37℃培養条件で産生された血小板の機能維持血小板輸血製剤は、日赤から供給後20-24℃という非常に狭い温度設定で保存し、4 日以内の使用に限定されている。ES 細胞から作成した血小板は、血小板細胞膜上の止血機能に必至なGPIbα受容体が37℃条件下で容易に切断(shedding)されてしまうことを見出した。また、コラーゲン受容体であるGPVI も同様にshedding されることを明らかにした。ADAM ファミリー分子による修飾によるこれらのshedding は、メタロプロテアーゼ阻害剤により、血小板機能の保持に働くこと、培養時期の一定期間のみ阻害剤が必須であること、阻害剤処理血小板はinvivoでも機能を保持できることなどを発見した。

通过WAVE2/ABI1复合物在血小板生产中涉及的各种因素，选择性分化为巨核细胞，巨核细胞成熟和血小板释放的各种因素之间，阐明了巨核细胞成熟和血小板产生的分子机制。在这项研究中，我们集中在RAC上，RAC是肌动蛋白调节的分子RHO家族之一及其效应器波，并揭示了Wave1和Wave2在巨核细胞成熟和血小板释放机制中的功能。 Wave1不参与体内造血剂，包括血小板产生。另一方面，波2缺乏小鼠是致命的，因此我们在体外产生了波2缺陷型胚胎（ES）细胞，并在体外观察到造血，并发现Wave2对于细胞质扩张（成熟过程）和正常的血小板生产是必不可少的，这是由于多种核细胞的正常生产，以及米加氏菌的多个核酸含量，以及该层次的含量依赖性。血小板。阐明了富含人ES细胞和发育到有效血小板产生的造血祖细胞的分子机制，我们一直在为人ES细胞开发分化的培养系统，并成功地创建了具有特定的净样结构，其中具有特定的形态，其中造血祖细胞内部富集。这种网状结构也被认为在促进和维持造血作用中起着利基的作用。据观察，造血祖细胞细胞促进了分化成熟到巨核细胞，即血小板祖细胞。血小板也从产生的巨核细胞中释放出来，电子显微镜和功能分析的结果表明，人类外周血中与血小板同源的血小板可以由人ES细胞产生。在37°C培养条件下生产的血小板功能的血小板输血制剂在红十字会供应后的20-24°C的非常狭窄的温度设置下储存，并且仅限于4天内使用。发现从ES细胞产生的血小板很容易脱落GPIBα受体，在37°C条件下，在血小板细胞膜上不可避免地对于血小板细胞膜上的止血。还揭示了胶原蛋白受体GPVI以相同的方式脱落。我们发现，这些由亚当家族分子修饰的脱落可以通过金属蛋白酶抑制剂来帮助维持血小板功能，抑制剂在培养过程中的一定时间段内至关重要，抑制剂处理的血小板即使在体内也可以保持功能。