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単一細胞レベルでの造血幹細胞の対称・非対称分裂の制御機構の解明

单细胞水平阐明造血干细胞对称与不对称分裂的控制机制

基本信息

批准号：
11J04866
负责人：
松元芳子
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J04866/
关键词：
造血幹細胞細胞分裂対称・非対称分裂 Tie2/Angiopoietin1 Tie2/Angipoietin1 自己増幅

项目摘要

本研究は、造血幹細胞および造血幹細胞が分裂して生じるペアとなった娘細胞(Paired Daughter Cells(PDCs)を対象に単一細胞での網羅的定量PCR解析を行い、その結果から、造血幹細胞の分裂パターン制御に寄与する分子・遺伝子を特定することを目的としている。昨年度までの解析結果からは、Tie2/Angpt1シグナルが造血幹細胞の自己複製を伴う対称分裂を促している可能性が示唆された。本年度は、遺伝子発現プロファイルの解析手法に高度な学習モデルであるSupport Vector Machine(SVM)classifierを取り入れた。この手法では、まずSVM classifierに造血幹細胞および前駆細胞の遺伝子発現プロファイルを入力してその特徴を学習させる。その上で娘細胞の遺伝子発現プロファイルを入力すると、親細胞の遺伝子発現プロファイルとの比較により、各々の娘細胞を「幹細胞」か「前駆細胞」のいずれかに分類することができる。SVMC Classifierによる解析の結果、培養液にAngpt1が添加されていることで、造血幹細胞が「娘幹細胞」を2つ生じる対称分裂を行う割合が増えることが明らかとなった。さらに今年度は、プラスチック細胞培養プレートに比べ柔らかく保水性に優れた、Polyethylene glycol(PEG)hydrogel microwell上で造血幹細胞を培養しPDCアッセイを行った。そして娘細胞の遺伝子発現プロファイルについてSVM classifierによる解析を進めたところ、PEG hygdrogel microwell上で培養された造血幹細胞は、「娘幹細胞」を2つ生じる対称分裂をする割合が高く、この割合は培養メディウムにAngpt1を添加することでさらに上昇することが明らかとなった。以上の結果は、培養条件を骨髄ニッチに近づけることで、造血幹細胞増幅できる可能性を示唆している。

The purpose of this study was to perform quantitative PCR analysis of a single Cells network for hematopoietic stem cells (PDCs) and Paired Daughter Cells(PDCs), and to identify molecular and genetic components that control the division of hematopoietic stem cells. The analysis results of the previous year showed that Tie2/Angpt1 complex could induce the replication of hematopoietic stem cells and promote their division. This year, the Support Vector Machine(SVM)classifier was incorporated into the Support Vector Machine(SVM)classifier. This technique is used to study the characteristics of hematopoietic stem cells and progenitor cells by SVM classifier. A comparison of the gene development of a parent cell and a stem cell and a precursor cell is made. SVMC Classifier analysis results, culture medium Angpt1 added to the medium, hematopoietic stem cells,"mother stem cells" 2 birth, division, cut, increase, light, etc. In this year, the culture of hematopoietic stem cells on Polyethylene glycol(PEG)hydrogel microwell is carried out. As the analysis of the genetic discovery platform of human cells is advanced in the SVM classifier, the integration of hematopoietic stem cells cultured on the PEG hygdrogel microwell into the symmetrical division of "human stem cells" in two cells is increased, and this integration is increased by the addition of Angpt1 to the culture medium. The above results indicate the possibility of hematopoietic stem cell proliferation under different culture conditions.