Revealing the genetic network within long-term hematopoietic stem cells and understanding its physiological role

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本研究では、造血幹細胞(Hematopoietic stem cell; HSC)特有の細胞形質を制御する分子メカニズムの解明、特に自己複製能が長期にわたり維持される特殊な細胞集団である長期造血幹細胞にのみに発現する転写因子であるHoxb5に着目し、その遺伝子発現による生理的意義から、その遺伝子制御メカニズムの解明を目的とし、下記の研究を行った。まずHoxb5のHSCにおける生理的意義を明らかにする目的で、様々な生理学的条件下におけるHoxb5の発現を検討した所、老化マウスにおいてLin－c-kit+Sca1+Flk2－CD34－/lowSlamf1+で定義されるHSC分画内で、Hoxb5陽性細胞の占める割合が若年と比較して著明に増加していた。これまでHSCの老化現象としてミエロイドバイアス（老化状態においては骨髄系の細胞が優位に産生される現象）が報告されてきたが、若年Hoxb5陽性HSCと老年Hoxb5陽性HSCの機能を競合的骨髄移植実験によって比較すると、多分化能に関しては老化を経ても軽微な変化に留まっており、ミエロイドバイアスは長期造血幹細胞と自己複製能の減弱もしくは消失した短期造血幹細胞の比率が加齢とともに変動することに由来することを実証する事が出来た。これらの研究結果に関してはアメリカ血液学会にて発表し、現在論文投稿に向けて論文作成を行っている。またHoxb5が調節する下流遺伝子を解析する実験も並行して進めている。当計画では造血幹細胞がマウス個体当たり500細胞程度しか採取出来ない問題に対して、従来のChIP-seq法の高感度化により解決しようと試みたが、免疫沈降後の回収率が十分確保できなかった。そこで、転写因子結合領域の近傍に人工的に遺伝子修飾を付加し、全ゲノムシーケンスによる転写制御領域を解明する新規手法の開発へとプロジェクトを修正し、研究を進めている。