学位審査の際に質問されたことの中で、気になったことを調べてみました。
「造血幹細胞(HSC)の中で前駆細胞→HSCと元に戻ることはあるの？」
という質問です。うまく答えられなかったので調べてみました。
まずHSCに限らず、幹細胞全体で言うと、このようにもとに戻ることはあります。
While previously differentiation was thought to be irreversible, mature cells can revert from the terminally differentiated state into the stem state in both nature and the lab [9, 15]. While mature cells rarely revert from a differentiated state, progenitors revert back into stem cells more frequently [9, 16]. Our model considers these three cell states (stem, progenitor, and differentiated).
Hall, M.E., Mohtaram, N.K., Willerth, S.M. et al. Modeling the behavior of human induced pluripotent stem cells seeded on melt electrospun scaffolds. J Biol Eng 11, 38 (2017). https://doi.org/10.1186/s13036-017-0080-5
分化したい細胞がstem cell=幹細胞に戻ることがあると明記されています。特に、成熟した細胞がその前の段階も戻ることはあまりないが、前駆細胞のような分化段階がまだ若い細胞が幹細胞に戻ることはあると書かれています。
上記で引用されている文献も見てみます。
The presence of reserve stem cell populations and the reversion of differentiated cells to stem cells regulated in part by the niche have clear therapeutic implications for degenerative diseases. However, at present it is an open question as to whether the frequency of dedifferentiation could ever be sufficiently high to be of practical importance in tissue regeneration.
ニッチによって前駆細胞→幹細胞の脱分化が起こりうると書かれています。
[9]Lane SW, Williams DA, Watt FM. Modulating the stem cell niche for tissue regeneration. Nat Biotechnol. 2014; 32(8):795–803.
Understanding the trajectory between naïve pluripotency and lineage restriction is crucial for ESC research, much of it focusing on defining a transcriptional and epigenetic ESC ‘state space’.
Embryonic stem cells (ESCs)=ES細胞は分化が進み多分化能を失った状態と多能性を保持した状態の中間の状態、不安定な状態が存在すると一般的に考えられている、という話です。"metastable transition state"を通過するなどとも別の箇所に書かれています。
[16]Pagliara S, Franze K, McClain CR, Wylde GW, Fisher CL, Franklin RJM, Kabla AJ, Keyser UF, Chalut KJ. Auxetic nuclei in embryonic stem cells exiting pluripotency. Nat Mater. 2014; 13(6):638–44.
では、HSCはどうなのかというとそういう現象はおきない、今のところ確認されていないようです。
In the intestine, progenitors have been shown to be able to revert to a stem cell fate, but in the hematopoietic system such progenitor-to-stem cell conversions have never been described, at least not during steady-state in vivo hematopoiesis. However, enforced expression of transcription factors or microRNAs has been shown to be able to generate transplantable stem cells from committed cell types.
"never described"=そのような現象の報告は一度もないと明記されています。
de Haan G, Lazare SS. Aging of hematopoietic stem cells. Blood. 2018 Feb 1;131(5):479-487. doi: 10.1182/blood-2017-06-746412. Epub 2017 Nov 15. PMID: 29141947.
別の文献では以下のような記載があります。
Intriguingly, within this MyRP subpopulation, a subset of cells called “latent-HSC” can revert to the multi-potent HSC state upon secondary transplants only in the aged samples.
2次移植時に多能性を保持した状態に戻れると書かれています。
Mejia-Ramirez E, Florian MC. Understanding intrinsic hematopoietic stem cell aging. Haematologica. 2020 Jan;105(1):22-37. doi: 10.3324/haematol.2018.211342. Epub 2019 Dec 5. PMID: 31806687; PMCID: PMC6939535.
しかしやはり定常状態で戻ることはないようです。
他の幹細胞、例えば神経幹細胞は年齢に伴って数が減少していくのに対して、HSCは年齢に伴い増加していきます。このようにHSCは他の幹細胞と少々性質が異なる部分があるようなので、これのreversion=幹細胞に戻るかどうかも少々他の幹細胞と性質が異なるのかもしれません。
