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発表論文解説

神経系による造血制御の機構を発見 骨髄中のグリア細胞が造血幹細胞の冬眠を制御

Cell 147, 1146-1158, November 23, 2011
山﨑 聡1, 依馬 秀夫3, ヨラン カールソン4, 山口 智之1,3, 三好浩之5, 塩田 清二6, 武藤 誠5, ステファン カールソン4, 岩間 厚志2,8, 中内啓光1,3
1.科学技術振興機構(JST)ERATO、2.CREST、3.東京大学医科学研究所 幹細胞治療研究センター 幹細胞治療分野、4.ルンド大学付属病院 幹細胞センター 分子遺伝子治療部門、5.京都大学医学部付属病院 遺伝薬理学教室、6.昭和大学付属病院 解剖学研究室、7.千葉大学大学院 医学研究院 分子生物医学
Non-myelinating Schwann cells maintain hematopoietic stem cell hibernation in the bone marrow niche. Satoshi Yamazaki1, Hideo Ema3, Göran Karlsson4, Tomoyuki Yamaguchi1, 3, Hiroyuki Miyoshi5, 6, Seiji Shioda7, Makoto M. Taketo5, Stefan Karlsson4, Atsushi Iwama2, 8, and Hiromitsu Nakauchi1, 3

JST 課題達成型基礎研究の一環として、東京大学 医科学研究所の中内 啓光 教授とJST 戦略的創造研究推進事業 ERATO型研究「中内幹細胞制御プロジェクト」の山崎 聡 研究員らは、生体内で血液細胞のもととなる「造血幹細胞」の能力の維持に必要と考えられる「冬眠状態」に、神経細胞の一種であるグリア細胞が重要な役割を果たしていることを初めて明らかにしました。

造血幹細胞は骨髄中に存在し、生涯にわたり分裂により血液細胞を供給してくれる存在です。しかし、細胞には分裂できる限界があり、幹細胞の分裂が頻繁に繰り返されると細胞が尽きてしまい、正常な血液を供給する役割を果たせなくなる可能性があります。このようなことが起こらないように、骨髄中の大多数の造血幹細胞は、細胞分裂が休止した冬眠状態にあることを、本研究グループはこれまでに報告していました。また、冬眠状態の造血幹細胞は、骨髄中の「微少環境(ニッチ)」と呼ばれる特別な隠れ家で生き続けていると考えられており、骨髄から外に出た造血幹細胞はすぐに細胞分裂を始めます。そのため、骨髄ニッチが冬眠状態の維持に関与していると考えられていますが、そのニッチが骨髄のどこにあり、どのようなメカニズムで造血幹細胞を冬眠状態にしているのか、ほとんど分かってはいませんでした。

本研究グループは今回、造血幹細胞の冬眠状態を維持するための条件を詳細に調べた結果、骨髄中の神経系細胞の一種であるグリア細胞がTGF-βというたんぱく質を活性化することにより、造血幹細胞を冬眠状態にしていることを見いだしました。神経系と造血系はそれぞれ独立して生体を維持していると考えられていましたが、今回の発見で骨髄ニッチを介して互いに結びついていることが初めて明らかになりました。

今回の成果によって、神経系による造血の制御機構の存在が明らかとなったことにより、これまで原因が分からなかった白血病の再発などの病態の解明や、治療法の開発につながる重要な成果と考えられます。

本研究成果は、2011年11月23日(米国東部時間)発行の米国科学雑誌「Cell」に掲載されます。

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