血流循環型細胞のサイズ制御機構

血液循环细胞的大小控制机制

基本信息

批准号：
22K06252
负责人：
佐藤有紀
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06252/
关键词：
内皮－造血転換細胞サイズ制御アクアポリン浸透圧

项目摘要

骨髄造血を担う造血幹細胞は、胚発生期に血管内皮細胞が分化転換することにより生み出される。これを「内皮－造血転換」と呼ぶ。内皮－造血転換の際、扁平・付着性の血管内皮細胞から球形・遊離性の造血幹細胞への急激な形態変化がおこる。さらにこの過程で細胞サイズが４分の1以下まで縮小する。細胞の縮小は、血流循環型の細胞拡散に必須のしくみと考えられるが、その分子メカニズムは全く不明である。申請者らが実施した造血性血管内皮細胞のRNA-seq解析から、水チャネルAQP1を高レベルで発現している細胞において、電解質イオンの輸送に関わる膜チャネルおよびトランスポーター遺伝子群が発現上昇することが判明している。これらの分子群が協調して浸透圧調整を行い、細胞サイズを制御する可能性が高い。本研究ではこれらの候補分子群のうち、カルシウム依存性クロライドチャネルANO1に着目し、以下の解析を進めた。本年度に実施した発現解析から、ウズラ胚（in vivo）においてANO1は造血性血管内皮細胞群の膜表面に局在すること、さらにin vitro内皮－造血転換モデルにおいても同様にANO1が造血性血管内皮細胞群の膜表面に局在することを確認した。また、CRISPR/Cas9ゲノム編集法を用いてANO1遺伝子のノックアウト解析（電気穿孔法による組織特異的欠失変異導入）を実施した。その結果、ANO1をノックアウトした造血性血管内皮細胞では正常に球状化が起こらなかった。in vitro内皮－造血転換モデルを用いてANO1ノックアウト細胞のサイズを計測したところ、コントロール細胞と比較して細胞体積および表面積に関して顕著な変化を示さなかった。これらの結果から、ANO1は内皮－造血転換の際の細胞球状化に必須であるが、細胞サイズの制御には関わらない可能性が示唆された。

造血干细胞负责骨髓造血，是在胚胎发育过程中由血管内皮细胞转分化产生的。这称为“内皮-造血转化”。在内皮-造血转变期间，形态发生快速变化，从扁平、贴壁的血管内皮细胞转变为球形、游离的造血干细胞。此外，在此过程中，单元尺寸减小了四分之一以上。细胞收缩被认为是细胞在血流中扩散的重要机制，但其分子机制完全未知。申请人对造血血管内皮细胞进行的RNA-seq分析表明，参与电解质离子转运的膜通道和转运蛋白基因在表达高水平的水通道AQP1的细胞中表达上调。这些分子团很可能共同作用来调节渗透压和控制细胞大小。在本研究中，我们重点关注这些候选分子中钙依赖性氯离子通道ANO1，并进行了以下分析。从今年的表达分析来看，我们发现ANO1在鹌鹑胚胎（体内）中定位于造血血管内皮细胞的膜表面，在体外也发现ANO1也定位于造血血管内皮细胞的膜表面。内皮-造血转化模型被证实位于细胞群的膜表面。此外，使用CRISPR/Cas9基因组编辑方法进行ANO1基因的敲除分析（使用电穿孔导入组织特异性缺失突变）。结果，ANO1被敲除的造血血管内皮细胞没有发生正常的球化。使用体外内皮造血转化模型测量 ANO1 敲除细胞的大小，与对照细胞相比，细胞体积和表面积没有显着变化。这些结果表明，ANO1 在内皮-造血转化过程中对细胞球化至关重要，但可能不参与控制细胞大小。