Elucidation of mechanism of platelet biogenesis using human iPS cells

使用人 iPS 细胞阐明血小板生物发生机制

基本信息

批准号：
17F17122
负责人：
江藤浩之
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

献血にのみに依存しない血小板輸血製剤の供給を実現することが希求されている背景から、江藤研究室では、iPS細胞などの多能性幹細胞から不死化巨核球前駆細胞株imMKCLを分担研究者の中村らが樹立した。本細胞株は新たな血小板供給源として有力視されている。一方、静置培養条件ではこの巨核球株の増殖後の成熟が栄養細胞への接着依存的で、大量培養が必須な液体培養条件での成熟が不完全のために生体内の巨核球に比し、血小板産生効率が極度に低いことが課題だった。そこで、巨核球の成熟度合いを可視化し、血小板産生効率を上げる薬剤を探索するためのハイスループットスクリーニング系の開発を進めた。巨核球成熟に伴って発現が高くなることが知られているβ1チューブリンの遺伝子座に蛍光発色レポーター遺伝子をCRISPR/Cas9法によって不死化巨核球前駆細胞株imMKCLに組み込み、成熟過程の可視化に成功した。本レポーター巨核球細胞株を用いてハイスループットスクリーニングシステムを開発し、5000種以上の薬剤ライブラリから血小板産生を促進する候補薬剤を複数種（Wnt-C59,TCS-359など）同定した。候補薬剤の多くが既知の機能として知られた薬剤であっても、実際には芳香族炭化水素受容体 (aryl hydrocarbon receptor : AhR) 経路を競合阻害する機序によって、巨核球成熟を促進し、血小板産生のための細胞環境を形成することを発見した。江藤研究室では、ランダムスクリーニングによってAhR経路の抑制が巨核球成熟に重要な役割を担っていることを発見し(Cell, 2018)、それを元にAhRシグナルの重要な知見を集積しつつあり、改めて候補者のデータの重要性がが再確認された。さらに候補者は本研究で、AhR経路には関わらない別の巨核球成熟促進経路の存在も見出した。

鉴于希望实现不仅仅依赖于献血的血小板输注产品的供应，Eto实验室由Nakamura等人联合研究人员从iPS细胞等多能干细胞中开发出永生化巨核细胞祖细胞系imMKCL。。该细胞系被认为是有前途的血小板新来源。另一方面，在静态培养条件下，该巨核细胞株增殖后的成熟依赖于与营养细胞的粘附，而与体内巨核细胞相比，在液体培养条件下成熟不完全，需要大规模培养。但问题是血小板生产效率极低。因此，我们着手开发高通量筛选系统，以可视化巨核细胞的成熟程度，并寻找提高血小板生产效率的药物。我们使用 CRISPR/Cas9 方法将荧光报告基因整合到永生化巨核细胞祖细胞系 imMKCL 的 β1 微管蛋白基因座中，成功地实现了成熟过程的可视化，已知该基因的表达会随着巨核细胞的成熟而增加。我们使用该报告巨核细胞系开发了高通量筛选系统，并从超过 5,000 种药物的库中鉴定了多种促进血小板生成的候选药物（Wnt-C59、TCS-359 等）。尽管许多候选药物具有已知的功能，但它们实际上通过竞争性抑制芳香烃受体（AhR）途径的机制促进巨核细胞成熟，发现它形成了血小板生成的细胞环境。在Eto实验室，我们通过随机筛选发现AhR通路的抑制在巨核细胞成熟中起着重要作用（Cell，2018），基于此，我们正在积累有关AhR信号的重要知识候选数据的重要性。再次确认。此外，在这项研究中，Candidate还发现了另一种与AhR途径无关的促进巨核细胞成熟的途径的存在。