造血幹細胞における分子シャペロンＭｏｒｔａｌｉｎの機能解析とその制御

分子伴侣Mortalin在造血干细胞中的功能分析及其调控

基本信息

批准号：
12J08602
负责人：
長柄(田井) 育江 (2014)
金额：
$ 1.73万
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：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

造血幹細胞は酸化ストレス(reactive oxygen species; ROS)に脆弱であり、ROS産生量の亢進によって幹細胞性を喪失して枯渇する。これまでの結果から、“ミトコンドリア熱ショックタンパク質”Mortalinが、ROS制御を介して造血幹細胞の未分化性を保つ重要な分子であることが示唆されている。造血幹細胞（CD34-LSK細胞(HSC)）中のMortalinの発現量を免疫組織化学的に評価したところ、造血幹細胞集団の中でも、Mortalin発現量には細胞ごとに強弱のばらつきが認められた。この結果を受け、Qdotナノクリスタルで標識した抗Mortalin抗体を用いた分画を行ったところ、造血幹細胞集団中のMortalin発現量の強い画分と弱い画分が分取できることがウエスタンブロット法により確認できた。これらそれぞれの画分について長期骨髄再構築能を評価したところ、Mortalin高発現画分は非常に高い再構築能を有していた一方、Mortalin低発現画分はほぼ生着を認めず、幹細胞性を喪失していた。さらに、Mortalinに結合する抗酸化因子DJ-1に着目し、造血幹細胞におけるMortalinとDJ-1の結合を免疫沈降法と免疫組織化学法によって明らかにした。DJ-1 KOマウスでは造血幹細胞数が大幅に減少しており、幹細胞内のROS蓄積量が大幅に高まっていた。さらに、造血幹細胞においてMortalinが幹細胞保護による未分化性維持の機能を発揮するには、DJ-1が必須であることを証明した。これにより、ROS産生抑制による造血幹細胞の未分化性維持機構として、Mortalin-DJ-1経路が必須であることを初めて明らかにした。本研究成果はBlood誌に掲載され、幹細胞システムの理解のみならず、癌幹細胞の性質解明における貴重な知見をもたらした。

造血干细胞容易受到氧化应激（活性氧；ROS）的影响，由于 ROS 产生增加，它们会失去干性并耗尽。此前的研究结果表明，“线粒体热休克蛋白”Mortalin是通过ROS调节维持造血干细胞未分化状态的重要分子。当通过免疫组织化学评估造血干细胞（CD34-LSK 细胞（HSC））中 Mortalin 的表达水平时，即使在造血干细胞群内，也观察到细胞与细胞之间 Mortalin 表达强度的差异。基于该结果，我们使用Qdot纳米晶体标记的抗Mortalin抗体进行分级分离，并通过蛋白质印迹证实可以分离造血干细胞群中Mortalin表达水平强和弱的级分。去做它。当我们评估这些组分的长期骨髓重塑能力时，我们发现Mortalin高表达的组分具有非常高的重塑能力，而Mortalin表达低的组分几乎没有植入和干细胞活性。丢失的。此外，我们关注了与 Mortalin 结合的抗氧化因子 DJ-1，并通过免疫沉淀和免疫组织化学阐明了 Mortalin 与造血干细胞中 DJ-1 的结合。 DJ-1 KO小鼠中，造血干细胞数量显着减少，干细胞内积累的ROS量显着增加。此外，我们证明DJ-1对于Mortalin通过保护造血干细胞中的干细胞维持未分化状态至关重要。这首次揭示了 Mortalin-DJ-1 通路作为通过抑制 ROS 产生来维持造血干细胞未分化状态的重要机制。这项研究的结果发表在《血液》杂志上，不仅为理解干细胞系统而且为阐明癌症干细胞的特性提供了宝贵的知识。