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研究成果

公開日:2017.10.06

造血幹細胞の機能維持と老化を制御する分子を同定
-幹細胞の若返りを可能とする技術の開発に期待-

研究成果 医歯薬学

 九州大学大学院医学研究院の新井文用教授、細川健太郎助教らの研究グループは、細胞の染色体末端を保護しているShelterinと呼ばれるタンパク複合体の構成因子Pot1aが、血液細胞の基となる幹細胞(造血幹細胞)の機能維持に重要な働きをしており、さらに、Pot1aが造血幹細胞の老化を抑制する作用を持つことを明らかにしました。
 造血幹細胞は幹細胞自身を産み出す(自己複製)能力と全ての血球に分化する能力をもち、生涯にわたる血液細胞の産生に貢献していますが、これらの機能は加齢や細胞分裂の繰り返しにより低下してしまいます。この幹細胞の機能低下が生じるメカニズムは完全には解明されていません。

 Pot1は染色体末端のテロメアのループ構造を形成することと不必要なDNAの損傷を抑制することが知られています。今回、研究グループは、Pot1aが造血幹細胞のDNA損傷の防止に加えて、活性酸素(ROS)の産生を抑制し、造血幹細胞の機能維持に寄与することを新たに明らかにしました。さらに、加齢によりPot1aの発現が低下すること、Pot1aの発現抑制により造血幹細胞の機能が著しく低下することが分かりました。これらの発見から、造血幹細胞内のPot1aの量の低下が老化と関連することが考えられたため、加齢マウスから分離した老化造血幹細胞に細胞膜透過性POT1aタンパクを導入し、その作用を検討したところ、老化造血幹細胞の骨髄再構築能が改善され、分化能が回復することを見出しました。これは、造血幹細胞の「若返り」とも言えるものです。さらに研究グループは、ヒトの造血幹細胞でもマウスの造血幹細胞と同様に細胞膜透過性POT1タンパクの導入により、その機能が維持されることを見出しました。これらの結果は、造血幹細胞を体外で増やす上でPOT1が有用であることを示しています。
 本研究成果は、2017年10月6日(金)午前10時(英国夏時間)に英国科学雑誌「Nature Communications」で公開されました。

参考図

研究者からひとこと

今回、Pot1にはROS産生の抑制という全く新しい機能があることを明らかにすることができました。POT1は造血幹細胞を増やす技術を確立する上で、非常に有効だと考えています。また、血液系以外の幹細胞でも同じような作用があるのかを明らかにしたいと考えています。

論文情報

The telomere binding protein Pot1 maintains haematopoietic stem cell activity with age ,Nature Communications,
10.1038/s41467-017-00935-4

研究に関するお問い合わせ先

医学研究院 教授 新井 文用
医学研究院 助教 細川 健太郎
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