Establishment of imaging technique for spatiotemporal dynamics of hematopoietic stem cells in bone marrow

骨髓造血干细胞时空动态成像技术的建立

基本信息

批准号：
21H02957
负责人：
田久保圭誉
金额：
$ 11.15万
依托单位：
National Center for Global Health and Medicine
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02957/
关键词：
造血幹細胞幹細胞ニッチ骨髄 in vivoイメージング細胞動態

项目摘要

骨髄では造血幹細胞や前駆細胞が各種のニッチ細胞に由来する様々なシグナルを受容して、下流の多彩なシグナルを活性化し、増殖・分化プログラムが起動されることによって、体内の造血需要に応じて必要な細胞種が必要な数だけ供給される。これまで、ニッチ細胞の除去モデルや、ニッチ因子・受容体ノックアウトマウスの解析などから骨髄の造血幹細胞ニッチは概念的には存在が示唆されている。しかし、実際にニッチが骨髄内でどのように形成・分布しているかという命題は残されており、造血幹細胞と他の細胞の相互作用、運命決定の時空間的制御機構の実態、そしてこれらが状況に応じてどう変化して病態に寄与するかの情報が欠けていた。本研究では技術基盤を整えつつ骨髄のin vivoイメージングを実施してこの命題に取り組み、ニッチ因子が造血幹細胞動態に及ぼす効果も明らかにしながら造血幹細胞の運命決定の実態を時空間的に解き明かすことを企図した計画を実施している。第二年度は、骨髄における造血幹細胞とニッチの同時イメージング技術基盤を利活用することで、定常時の造血幹細胞の時空間動態の解析を実施した。多光子レーザー顕微鏡による生体骨髄の観察技術を用いて骨髄内各種のランドマークの可視化を実施し、さらには同時に造血幹細胞の時空間局在との同時可視化も行った。次いでこうした状況下における造血幹細胞の時空間動態を記録し、特徴や経時的変化の解析・同定を進めた。また、経頭蓋薬物送達法を併用することで、造血幹細胞の局在・動態に対するニッチ因子や関連分子の作用の検証を継続した。

在骨髓中，造血干细胞和祖细胞接收来自各种微环境细胞的各种信号，激活各种下游信号，并激活增殖和分化程序，以满足机体的造血需要，并提供所需数量的细胞类型。迄今为止，基于利基细胞消融模型和对利基因子/受体敲除小鼠的分析，提出了骨髓中造血干细胞利基的概念存在。然而，关于微生境在骨髓内实际上是如何形成和分布的问题，以及造血干细胞与其他细胞相互作用的实际状态、命运决定的时空控制机制以及这些如何存在等问题仍然缺乏。有关它如何根据情况变化以及如何影响疾病状态的信息。在本研究中，我们将通过进行骨髓体内成像来解决这一命题，同时准备技术基础。我们还将阐明利基因素对造血干细胞动力学的影响，并阐明造血干细胞命运决定的实际状态。时空规划正在实施。第二年，我们利用造血干细胞和骨髓微环境同步成像技术平台，分析了稳态造血干细胞的时空动态。使用多光子激光显微镜观察活体骨髓，我们观察到骨髓内的各种标志，同时观察到造血干细胞的时空定位。接下来，我们记录了这些条件下造血干细胞的时空动态，并分析和鉴定了它们随时间的特征和变化。此外，通过结合经颅给药，我们继续验证生态位因子和相关分子对造血干细胞定位和动态的影响。

项目成果

期刊论文数量（80）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Mitf is required for T cell maturation by regulating dendritic cell homing to the thymus

Mitf 通过调节树突状细胞归巢至胸腺来实现 T 细胞成熟

DOI：
10.1016/j.bbrc.2022.01.091
发表时间：
2022
期刊：
Biochem Biophys Res Commun
影响因子：
0
作者：
Karigane D;Haraguchi M;Toyama-Sorimachi N;Nishimura EK,?Takubo K.
通讯作者：
Nishimura EK,?Takubo K.

A Culture Method to Maintain Quiescent Human Hematopoietic Stem Cells

维持静止人类造血干细胞的培养方法

DOI：
10.3791/61938
发表时间：
2021
期刊：
J Vis Exp
影响因子：
0
作者：
Mochizuki-Kashio Makiko;Shiozaki Hiroko;Suda Toshio;Nakamura-Ishizu Ayako;Kobayashi H,?Takubo K.
通讯作者：
Kobayashi H,?Takubo K.

Mesenchymal loss of p53 alters stem cell capacity and models human fibrosarcoma

p53 间充质缺失改变干细胞能力并模拟人类纤维肉瘤

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yuriko Sorimachi;Hiroshi Kobayashi;Nobuhito Goda;Keiyo Takubo
通讯作者：
Keiyo Takubo

単一細胞リアルタイム代謝解析に基づく加齢造血幹細胞の代謝変化の解析

基于单细胞实时代谢分析分析衰老造血干细胞的代谢变化

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Wenzhe Li;Atsushi Okabe;Keisuke Matsusaka;Masaki Fukuyo;Bahityar Rahmutulla;Atsushi Kaneda.;田久保圭誉
通讯作者：
田久保圭誉

Obesity accelerates hair thinning by stem cell-centric converging mechanisms.

DOI：
10.1038/s41586-021-03624-x
发表时间：
2021-07
期刊：
Nature
影响因子：
64.8
作者：
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DOI：
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DOI：
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通讯作者：
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DOI：
发表时间：
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期刊：
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通讯作者：
田久保圭誉