造血幹細胞におけるWAVE分子群の及ぼす影響

WAVE分子对造血干细胞的影响

• 批准号: 06J11258
• 负责人: 魚返 拓利
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J11258/
• 关键词: 造血幹細胞; WAVEファミリー分子; Rac; HSPCs; WAVE2; Rac1; Abi-1; ホーミング

造血幹細胞の機能は骨髄内でCXCR4、c-Kit、インテグリンを含む統合されたシグナルによりコントロールされているわけだが、これらのシグナルの下流で機能する分子にWAVEファミリー分子があり、Racの下流で葉状仮足形成に必要不可欠な因子であることが知られている。WAVEファミリー分子の上流に位置するRac1とRac2は造血細胞系列に発現しているが、hematopoietic stem and/or progenitor cells:Lineage^-/c-kit^+/Sea-1^+cells(HSPCs)においてはその機能は区別されている。本研究では骨髄、脾臓、胸腺由来の血球細胞におけるWAVEファミリー分子の発現解析を行った。また、WAVE2ホモノックアウトマウスは胎生致死で骨髄からCD34^-KSL細胞を分離することが不可能なため、WTマウスにおいてRNAiの手法を用いてCD34^-KSL細胞に強<発現しているWAVE2をノックダウンさせた。本研究によって造血幹細胞においてRNAi法を用い、WAVE2をノックダウンすることにより造血幹細胞の骨髄移植後の生着能力が著しく阻害されていた。これはWAVE2の上流にあるRac1欠損HSPCsの表現型と類似していることがあきらかになった。さらにWAVE2をノックダウンしても造血幹細胞におけるホーミング後の骨髄内での増殖がコントロールと比較して著しく阻害されていることがあきらかになった。WAVE2ノックダウンをした後、形成されたcobblestone areaを計数した結果、興味深いことにWAVE2ノックダウンをすることで形成されるcobblestone areaの数はコントロールと比較して有意に減少していることが明らかとなった。このことからWAVE2ノックダウンによって造血幹細胞の機能低下、つまりストローマ細胞の下にもぐりこむ能力やもぐりこんだ後の増殖能力に障害が引き起こされることが示唆された。メチルセルロースや液体培地での培養条件では血球細胞の増殖能力は正常であったことから、ここにみられる造血幹細胞の機能低下はストローマ細胞依存性であることが考えられる。次にphalloidin stainingで細胞膜表面に集積するF-アクチンを染色した。あらかじめスライドガラスにpoly-L-lysineとBSAをコーティング、つまり細胞外刺激がない条件ではWAVE2をノックダウンしてもアクチン重合の阻害は観察されなかった。しかし、BSAではなくfibronectinをコーティングし、細胞外刺激が存在する条件ではWAVE2ノックダウンによりアクチン重合の阻害が観察された。このことはRac欠損HSPCsで観察されたアクチン重合障害と表現型が一致する。よって、造血幹細胞においてもWAVE2がRac1の本質的な下流にあることがほぼ証明されたと考える

造血干细胞的功能在骨髓中通过包括CXCR4，C-KIT和整联蛋白在内的整合信号控制在骨髓中，但是这些信号下游功能的分子包括波浪家族分子，并且已知是RAC下游层状形成的基本因素。 Rac1和Rac2位于波家族分子的上游，在造血细胞系中表达，但它们的功能在造血茎和/或祖细胞中有区别：谱系^ - /c-kit^ - kit^+/sea-1^+细胞（HSPC）。在这项研究中，在源自骨髓，脾脏和胸腺的血细胞中对波家族分子进行了表达分析。此外，由于Wave2同型同型小鼠是胚胎致死的，因此不可能将CD34^-KSL细胞与骨髓中分离出在CD34^-KSL细胞中强烈表达的骨骨髓，因此使用RNAi技术在WT小鼠中击倒。在这项研究中，通过使用RNAi方法在造血干细胞中击倒Wave2，可以显着抑制造血干细胞在骨髓移植后植入的能力。这显然与Wave2上游Rac1缺陷HSPC的表型相似。此外，Wave2的敲低表明，与对照组相比，造血干细胞中寄居后骨髓的增殖受到了显着抑制。在Wave2敲低之后，计算了形成的鹅卵石区域，有趣的是，与对照相比，Wave2敲低形成的鹅卵石区域数量显着减少。这表明WAVE2敲低会导致造血干细胞受损，即浸入基质细胞下的能力和浸入后的增殖能力受损。由于在甲基纤维素或液体培养基中，血细胞的增殖能力正常，因此人们认为造血干细胞的降解依赖于基质细胞。接下来，用鬼笔环蛋白染色将积聚在细胞膜表面上的F-肌动蛋白染色。即使在没有进行细胞外刺激的条件下，即使在载玻片上覆盖了聚赖氨酸和BSA，也未观察到肌动蛋白聚合的抑制作用。然而，通过用纤连蛋白而不是BSA涂层观察到肌动蛋白聚合的抑制作用，并在通过波2敲低的细胞外刺激下观察到。这在表型上与RAC缺陷HSPC中观察到的肌动蛋白聚合障碍一致。因此，据信，Wave2几乎被证明是造血干细胞中Rac1的下游。

项目成果

The WAVE/Abit complex differentially regulates megakaryocyte development and spreading:implications for platelet biogenesis and spreading machinery

WAVE/Abit 复合物差异调节巨核细胞发育和扩散：对血小板生物发生和扩散机制的影响

• 发表时间: 2007
• 期刊: Blood 15
• 作者: Koji Ero;Hidekazu Nishkii;Takunori Ogaeri;et. al.
• 通讯作者: et. al.

The Actin Polymerization Regulator WAVE2 Is Required for Early Bone Marrow Repopulation by Hematopoietic Stem Cells

• DOI: 10.1002/stem.42
• 发表时间: 2009-01-01
• 期刊: STEM CELLS
• 影响因子: 5.2
• 作者: Ogaeri, Takunori;Eto, Koji;Nakauchi, Hiromitsu
• 通讯作者: Nakauchi, Hiromitsu