魚類を実験モデルとした造血幹細胞の性状解析

以鱼类为实验模型的造血干细胞特性分析

基本信息

批准号：
08J06305
负责人：
小林功
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J06305/
关键词：
造血幹細胞ゼブラフィッシュマイクロアレイ腎臓 SP細胞

项目摘要

これまでに報告者らは、哺乳類の骨髄と同様に魚類の腎臓においてもHoechst色素の排出能を有するside population (SP)細胞中に造血幹細胞が含まれることを示した。さらに、魚類と哺乳類のSP細胞におけるHoechst色素排出能は同じトランスポーター(ABCG2)に起因することを明らかにしている。造血幹細胞の機能に関わる重要な分子機構も脊椎動物間で保存されている可能性が高く、魚類と哺乳類とで造血幹細胞の遺伝子発現プロファイルを比較解析することによって、造血幹細胞の機能に必須な役割を果たす遺伝子を同定できる可能性がある。そこで、本研究ではゲノム解析が進められているゼブラフィッシュの腎臓SP細胞(zSP)を用いてマイクロアレイ解析を行い、それらのデータをマウスおよびヒト骨髄造血幹細胞のものと比較解析した。zSPにおける高発現遺伝子には細胞接着やシグナル伝達などに関連する遺伝子が多く認められたのに対し、低発現遺伝子にはDNA複製などに関連する遺伝子が多く認められた。zSPの高発現遺伝子をマウスおよびヒト造血幹細胞のものと比較解析したところ、3種で共通して高く発現している遺伝子を40個同定することができた。これらの遺伝子群にはegr1、gata2、id1など造血幹細胞の機能に関わる重要な分子が含まれていた。次に、これらの40個の遺伝子のうち、zSPに特異的に発現する5つの遺伝子(egr1、fllr、gata2、id1、およびkrt18)について腎臓内における発現分布をin situ hybridizationによって調べた。その結果、egr1、fllr、gata2、id1、およびkrt18(+)細胞の多くが腎臓の間質において尿細管の表面に局在しており、我々が以前報告したzSPのマーカー遺伝子abcg2aの発現分布と一致していた。今回同定した40個の遺伝子は造血幹細胞において進化学的に保存された分子であり、造血幹細胞の自己複製能や多分化能に関わる重要な分子が含まれていると考えられた。

作者之前已经证明，能够分泌 Hoechst 染料的侧群 (SP) 细胞在鱼类肾脏和哺乳动物骨髓中含有造血干细胞。此外，我们还发现鱼类和哺乳动物 SP 细胞中的 Hoechst 染料流出能力归因于相同的转运蛋白 (ABCG2)。与造血干细胞功能相关的重要分子机制也可能在脊椎动物中保守，通过比较分析鱼类和哺乳动物造血干细胞的基因表达谱，我们能够确定造血干细胞在其功能中的重要作用或许可以鉴定发挥这一作用的基因。因此，在本研究中，我们使用目前正在分析其基因组的斑马鱼肾SP细胞（zSP）进行微阵列分析，并将数据与小鼠和人骨髓造血干细胞的数据进行比较。 zSP的高表达基因中，有许多与细胞粘附和信号转导相关的基因，而在低表达基因中，有许多与DNA复制相关的基因。通过比较和分析zSP与小鼠和人类造血干细胞的高表达基因，我们能够鉴定出3种类型中共有的40个高表达基因。这些基因组包括参与造血干细胞功能的重要分子，例如egr1、gata2和id1。接下来，在这40个基因中，通过原位杂交研究了在zSP中特异性表达的5个基因（egr1、flllr、gata2、id1和krt18）在肾脏中的表达分布。结果，许多egr1、fllr、gata2、id1和krt18(+)细胞定位于肾间质肾小管表面，这与我们之前报道的zSP标记基因abcg2a的表达分布相对应。这是一场比赛。本研究鉴定的40个基因是造血干细胞中进化保守的分子，被认为包括与造血干细胞自我更新和多能性相关的重要分子。