こりんの基礎医学研究日記

都内の医大を2014年に卒業。現在は大学院で基礎研究中。日々の研究の中で疑問に思ったことや勉強したことなどを主に自分のための備忘録として書いていきいます。ときどき臨床の話や趣味の話も。必ずしも学術論文等が元となっていない内容もありますので、情報の二次利用の際はご注意ください。

Myeloid-restricted progenitors with long-term repopulating activity (MyRPs)~その3~

前回の続きです。

割愛している部分もあります。

 

前回記事↓

myeloid-restricted progenitors with long-term repopulating activity (MyRPs) - こりんの基礎医学研究日記

Myeloid-restricted progenitors with long-term repopulating activity (MyRPs)~その2~ - こりんの基礎医学研究日記

 

Cell. 2013 Aug 29;154(5):1112-1126. 
Clonal Analysis Unveils Self-Renewing Lineage-Restricted Progenitors Generated Directly From Hematopoietic Stem Cells
Ryo Yamamoto, et al.

 

※MPP=multipotent progenitors 多能性前駆細胞

※MkRP=megakaryocyte repopulating progenitor 造血幹細胞から直接分化し、血小板のみを産生し続ける細胞。

※MERP=megakaryocyteerythroid repopulating progenitor 造血幹細胞から直接分化し、血小板と赤血球の二種類を産生し続ける細胞。

※CMRP=common myeloid repopulating progenitor 赤血球・血小板・顆粒球のみを産生し続ける前駆細胞

※LT-HSC=long term hematopoietic stem cell

※ST-HSC=short term hematopoietic stem cell

 

FractionⅠ CD150+CD41−

FractionⅡ CD150+CD41+

FractionⅢ CD150−CD41−

 

MkRPs Are Directly Derived from LT-HSCs

MkRPはLT-HSCから直接分化する

・連続移植の結果、CMRPs, MERPs, and/or MkRPsは、HSCから直接分化するであろうということが分かった。

・まず、体外培養条件下において、巨核球制限コロニーは、FractionⅠⅡの細胞培養で見らることを確認した。→HSCから直接分化していると考えられる。

・CMRPs, MERPs, and/or MkRPsに関してもHSCから分化するかをPaired daughter cell assays(ペア娘細胞解析)を用いて検証した。

(1つの母細胞から分裂した2つの娘細胞を2匹のマウスにそれぞれ移植する)

→この方法で再増殖能と自己複製能を評価できる。

(ペアのマウスの移植後生着様式と血球構成を見て、HSCが分裂した2つの細胞はどのような細胞だったのかを検証する。)

以下のような結果に。

One LT-HSC-LT-HSC pair (3.7%), 3 LT-HSC-IT/ST-HSC pairs (11.1%), 9 IT/ST-HSC-IT/ST-HSC pairs (33.3%), 2 LT-HSC-MkRP pairs (7.4%), 3 ST-HSC-MkRP pairs (11.1%), 2 ST-HSC-CMRP pairs (7.4%), 3 CMRP-MkRP pairs (11.1%), 2 CMRP-CMRP pairs (7.4%), and 2 MkRP-MkRP pairs (7.4%; Figures 5B, 5C, and 5D, and Table S1)

HSCからMkRPやCMRPが分化していることが示唆される。

→つまり骨髄系共通前駆細胞やリンパ球系強雨前駆細胞を介する必要がないということ。

 

Discussion

・今回我々は、5系統追跡システムを用い、長期再構築活性を持ち、HSCから直接分化可能な骨髄制限前駆細胞が存在することを報告した。(クサビラオレンジ標識マウスを用いて、一次移植・二次移植を行い、20~24週の骨髄再構築能動態を検証した。)

・このシステムを用いて、移植を行い、その後の生着率を見ることによってHSCを3つのグループに分類した。→LT-HSC、IT-HSC、ST-HSC

・LT-HSCとIT-HSCはいずれも生着能・再構築能はいい低レベル以上であったが、LT-HSCの機能はより強力であり、一次移植でも二次移植でもほとんど変わらない結果であった。

・LT-HSCこそが「真の」HSCであるが、これは現時点では後ろ向きにしか知ることができない。※一次移植後12-24週間後か二次移植後4-20週間後に分かる。

・この3つの分類がHSCの自己複製能と増殖メカニズムを解明するのに役立つかもしれない。

・血小板はCD34-KSL細胞移植後に発現する最初の要素であることが分かった。→生着を示したレシピエントの96%以上で早期の血小板再構築を認めた。血栓形成能は最も早く回復する。一方でHSC活性が低下したときに成熟血球5系統の中で最初に血小板が減少する傾向が見られた。

血小板キメリズムはHSC活性の重要なパラメーターである!

・これまでの研究と異なり、今回我々は系統限定的な分化能を有した前駆細胞を発見した。中には二次移植でも系統限定的な分化能を発揮するものもあった。

・また、HSC3つの全分画から検出されたのに対してMkRPとMERPはFractionⅠとⅡからしか検出されなかった。もしこれらの分化にニッチが関与しているならこれは不自然。ニッチとは関係なく系統限定的な分化能を持った細胞がHSCから分化することを示している(ニッチの関与は否定はできないが)。

・娘細胞分析と単一細胞移植の組み合わせで、HSC-MkRP、HSC-CMRP、CMRP-MkRPなどの非対称の分裂があることが分かった。

・しかし予想に反してHSC-MERPのぺを同定することはできず。これはMERPの率が低いというのが1つである。

・娘細胞分析では自己複製分裂も確認された。

・しかしHSC-CLPやCMP-CLPといったペアは検出されず→HSCがMkRPやCMRPなど骨髄系前駆細胞を優先的に賛成しているということを示唆している。MkRPやCMRPがHSCから直接分化しているという今回の発見とも互換性あり。

・これらMyRPがマイナー細胞集ではないということがまた重要な点である。HSC分画の半分ほどの割合を占めている。

 

・我々の研究は骨髄バイパス分化経路の提案を可能にする。しかしこれについては、例えばLMPP分画への分化経路やMPPが実際に存在するのかといった点は再検討する必要がある。

・自己複製能喪失は文化のための不可欠なステップではなかった。これは造血幹細胞研究ならず幹細胞研究そのものに役立つであろう。