氏名

カナイ マイ

金井 麻衣

職名

講師(任期付)

所属

(創造理工学部)

連絡先

URL等

研究者番号
30528526

本属以外の学内所属

学内研究所等

生命医療工学研究所

研究所員 2011年-

学歴・学位

学位

博士

外部研究資金

科学研究費採択状況

研究種別:若手研究(B)

巨核球・血小板分化における低酸素応答制御機構の解明

2013年-2014年

研究分野:解剖学一般(含組織学・発生学)

配分額:¥4290000

学内研究制度

特定課題研究

血小板分化における低酸素応答制御機構の解明

2011年度

研究成果概要: 現在本邦では数万人規模の血小板異常の疾患に対して、頻回の血小板輸血と平行しながら自己あるいは同種骨髄移植による治療が行われているが、ドナーの負担が多い割に回収できる血小板の産生量が少ない、頻回投与による自己抗体の出現などの問題が... 現在本邦では数万人規模の血小板異常の疾患に対して、頻回の血小板輸血と平行しながら自己あるいは同種骨髄移植による治療が行われているが、ドナーの負担が多い割に回収できる血小板の産生量が少ない、頻回投与による自己抗体の出現などの問題が起こっている。これらの問題を解決するために、in vitroで血小板を分化誘導する技術の開発が強く求められている。 近年、iPS細胞とは全く異なるシステムで、かつ遺伝子導入を用いずに、ヒトおよびマウスの脂肪組織由来前駆細胞より巨核球(血小板前駆細胞体)・血小板を誘導・産生できることが報告されてきた (Matsubara et al, BBRC, 2009)。しかしながら、その分化誘導効率は10-20%程度と低く、この技術導入による臨床応用に大きな障害となっている。そこで、本研究ではin vitroにおける効率の高い血小板技術を開発するために、低酸素応答システムを介した代謝の側面より、脂肪組織由来前駆細胞からの巨核球・血小板分化誘導機構の解明を目指した。この目的遂行のため、マウス脂肪前駆細胞(3T3-L1細胞)を用いて巨核球・血小板分化誘導の分子メカニズムの詳細な解析を行った。 まず3T3-L1細胞を、血小板分化誘導培地を用いて巨核球・血小板へ分化誘導させたところ、ミトコンドリアDNA量が経時的に増加することが分かった。さらに、ミトコンドリアの機能を阻害する薬剤を用いて3T3-L1細胞を分化誘導させたところ、ミトコンドリア阻害剤によって巨核球への分化誘導が抑制されることが分かった。これらの結果から、巨核球・血小板分化過程にミトコンドリアが重要な役割を果たしていることが示唆された。 また、3T3-L1細胞を用いて巨核球・血小板分化過程のエネルギー代謝に関わる遺伝子発現変化を解析したところ、ミトコンドリア代謝におけるマスターレギュレーターのPGC1alphaが顕著に変化することを見い出した。今後、巨核球・血小板分化過程のエネルギー代謝に、PGC1alphaが具体的にどのように関与しているのか調べるために、PGC1alphaを過剰発現あるいはノックダウンさせた細胞を作製し、FACSなどを用いて解析する予定である。また、巨核球・血小板分化過程のエネルギー代謝に関わる他の因子の探索も行い、その因子についてもPGC1alphaと同様の解析を行う予定である。さらに、以上より得られた知見が実際に個体レベルでも起こっているか調べるために、マウスの骨髄や脂肪組織を摘出し、それらの細胞を用いて同様の解析を行う予定である。

血小板分化における低酸素応答制御機構の解明

2012年度

研究成果概要: 現在本邦では数万人規模の血小板異常の疾患に対して、頻回の血小板輸血と平行しながら自己あるいは同種骨髄移植による治療が行われているが、ドナーの負担が多い割に回収できる血小板の産生量が少ない、頻回投与による自己抗体の出現などの問題が... 現在本邦では数万人規模の血小板異常の疾患に対して、頻回の血小板輸血と平行しながら自己あるいは同種骨髄移植による治療が行われているが、ドナーの負担が多い割に回収できる血小板の産生量が少ない、頻回投与による自己抗体の出現などの問題が起こっている。これらの問題を解決するために、in vitroで血小板を分化誘導する技術の開発が強く求められている。 近年、iPS細胞とは全く異なるシステムで、かつ遺伝子導入を用いずに、ヒトおよびマウスの脂肪組織由来前駆細胞より巨核球(血小板前駆細胞体)・血小板を誘導・産生できることが報告されてきた (Matsubara et al, BBRC, 2009)。しかしながら、その分化誘導効率は10-20%程度と低く、この技術導入による臨床応用に大きな障害となっている。そこで、本研究ではin vitroにおける効率の高い血小板技術を開発するために、低酸素応答システムを介した代謝の側面より、脂肪組織由来前駆細胞からの巨核球・血小板分化誘導機構の解明を目指した。この目的遂行のため、マウス脂肪前駆細胞(3T3-L1細胞)を用いて巨核球・血小板分化誘導の分子メカニズムの詳細な解析を行った。 これまでに3T3-L1細胞を用いて巨核球・血小板分化過程のエネルギー代謝に関わる遺伝子発現変化を解析したところ、ミトコンドリア代謝におけるマスターレギュレーターのPGC1alphaが顕著に変化することを見い出した。 そこで、本年度は巨核球・血小板分化過程のエネルギー代謝に、PGC1alphaが具体的にどのように関与しているのか調べるために、まずPGC1alphaをノックダウンさせるアデノウイルス(Ad-shPGC1alpha)の作製を行った。shRNAの配列が異なる6種類のアデノウイルス(Ad)ベクターshPGC1alpha(#1-6)の作製を試み、そのうち#1,2,5についてAdベクターおよびAd-shPGC1alphaが作製できた。3種類のAd-shPGC1alphaを3T3-L1細胞に感染させ、PGC1alphaタンパク質のノックダウン効率をwestern blottingにより検討した。その結果、感染72時間後にAd-shPGC1alpha#1で内在性のPGC1alphaの発現量の低下が見られた。現在、Ad-shPGC1alpha#1を3T3-L1細胞に感染させ、PGC1alphaのノックダウンが確認できた段階で分化誘導を行い、flow cytometry等により、巨核球表面タンパク質(CD41,CD42c)の発現量の変化、核の多倍化、ミトコンドリア量などにどのような変化が現れるのか解析を行っている。 並行して、個体レベルで脂肪組織からの巨核球・血小板への分化誘導にPGC1alphaが重要な役割を担っているのか調べるために、マウスから摘出した皮下脂肪組織を培養し、Ad-shPGC1alphaによって内在性のPGC1alphaをノックダウンさせることができるのか、その後Ad-shPGC1alphaによりPGC1alphaがノックダウンできた細胞を分化誘導すると、巨核球の表面タンパク質の発現量や核の多倍化、ミトコンドリア量にどのような変化がみられるのか検討中である。 さらにPGC1alphaを過剰発現できるアデノウイルス(Ad-PGC1alpha)の作製も行っている。Ad-PGC1alphaが作製出来次第、3T3-L1細胞やマウス脂肪前駆細胞に感染させ、PGC1alphaタンパク質の過剰発現が確認できた段階で分化誘導を行い、PGC1alphaを過剰発現させると分化誘導にどのような影響が現れるのか解析する予定である。

巨核球・血小板分化における転写調節因子PGCIの役割

2015年度

研究成果概要: 数万人規模の血小板異常の疾患に対して、人工的な(in vitro)な血小板を作る技術が求められている。そこで、マウス脂肪前駆細胞より巨核球・血小板を誘導産生する技術の向上を目指して、どのような代謝機構が巨核球分化に関与しているの... 数万人規模の血小板異常の疾患に対して、人工的な(in vitro)な血小板を作る技術が求められている。そこで、マウス脂肪前駆細胞より巨核球・血小板を誘導産生する技術の向上を目指して、どのような代謝機構が巨核球分化に関与しているのか、表現型解析・遺伝子発現解析を行ってきた。現在、ミトコンドリア代謝が巨核球分化に与える影響について重点的に解析を行っている。ミトコンドリア代謝関連因子がどのように巨核球分化に関与しているのか、その詳細な分子機構の解明を目指し、遺伝子レベルおよびタンパク質レベルで解析を行っている。

巨核球・血小板分化における転写調節因子PGC1の役割

2016年度

研究成果概要: 数万人規模の血小板異常の疾患に対して、人工的な(in vitro)な血小板を作る技術が求められている。そこで、マウス脂肪前駆細胞より巨核球・血小板を誘導産生する技術の向上を目指して、どのような代謝機構が巨核球分化に関与しているの... 数万人規模の血小板異常の疾患に対して、人工的な(in vitro)な血小板を作る技術が求められている。そこで、マウス脂肪前駆細胞より巨核球・血小板を誘導産生する技術の向上を目指して、どのような代謝機構が巨核球分化に関与しているのか、表現型解析・遺伝子発現解析を行ってきた。現在、ミトコンドリア代謝の巨核球分化に与える影響を分子レベルで検討している。ミトコンドリア代謝関連遺伝子群の中で巨核球分化を促進する、あるいは抑制する分子があるのか、その詳細なメカニズムについて解析中である。

現在担当している科目

科目名開講学部・研究科開講年度学期
生物学実験基幹理工学部2020集中講義(春学期)
生物学実験創造理工学部2020集中講義(春学期)
生物学実験先進理工学部2020集中講義(春学期)
生命医科学実験I先進理工学部2020春学期
生命医科学実験I [S Grade]先進理工学部2020春学期
Advanced Life Science and Medical Bioscience Laboratory先進理工学部2020春学期
生命医科学実験II先進理工学部2020春学期
生命医科学実験II  【前年度成績S評価者用】先進理工学部2020春学期
Advanced Bioscience Laboratory先進理工学部2020秋学期
Intermediate Life Science and Medical Bioscience Laboratory先進理工学部2020秋学期
生命医科学実験III先進理工学部2020秋学期
電気・情報生命工学実験A先進理工学部2020秋学期
電気・情報生命工学実験A  【前年度成績S評価者用】先進理工学部2020秋学期
Fundamental Bioscience Laboratory先進理工学部2020春学期
Life Science and Medical Bioscience Laboratory先進理工学部2020春学期