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由包括 CXCR4、c-Kit 和整合素在内的整合信号控制，而 WAVE 家族分子在这些信号的下游发挥作用，已知是伪足形成的重要因素。 Rac1 和 Rac2 位于 WAVE 家族分子的上游，在造血干细胞和/或祖细胞中表达：Lineage^-/c-kit^+/Sea-1^+ 细胞 (HSPC) 的功能有所不同。在这项研究中，我们分析了来自骨髓、脾脏和胸腺的血细胞中 WAVE 家族分子的表达。此外，由于WAVE2纯合基因敲除小鼠具有胚胎致死性，并且不可能从骨髓中分离出CD34^-KSL细胞，因此我们使用RNAi技术将在CD34^-KSL细胞中强表达的WAVE2注射到敲除小鼠中。我下来了。本研究利用RNAi方法敲低造血干细胞中的WAVE2，显着抑制骨髓移植后造血干细胞的植入能力。这与位于 WAVE2 上游的 Rac1 缺陷型 HSPC 的表型相似。此外，很明显，即使WAVE2被敲低，归巢后骨髓中造血干细胞的增殖与对照组相比也受到显着抑制。有趣的是，通过对WAVE2敲低后形成的鹅卵石区域进行计数，可以清楚地看出，与对照相比，通过WAVE2敲低形成的鹅卵石区域的数量显着减少。这表明WAVE2敲低会导致造血干细胞功能下降，从而损害它们在基质细胞下挖洞的能力以及挖洞后的增殖能力。由于血细胞的增殖能力在甲基纤维素或液体培养基的培养条件下是正常的，因此认为这里观察到的造血干细胞功能的下降依赖于基质细胞。接下来，用鬼笔环肽染色对积累在细胞膜表面上的F-肌动蛋白进行染色。当载玻片预先涂有聚-L-赖氨酸和BSA时，换句话说，在没有细胞外刺激的情况下，即使WAVE2被敲低，也没有观察到肌动蛋白聚合的抑制。然而，当用纤连蛋白而不是 BSA 包被并且存在细胞外刺激时，通过 WAVE2 敲低观察到肌动蛋白聚合的抑制。这在表型上与在 Rac 缺陷的 HSPC 中观察到的肌动蛋白聚合受损一致。因此，我们认为几乎已经证明WAVE2本质上也是造血干细胞中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