異種移植を用いたヒト造血幹細胞の機能解析

末梢血液中の赤血球、白血球、血小板などの各血球には寿命があり、末梢血液中の血球数を一定に保つためには、たえず骨髄で各血球を産生し続ける必要があります。赤血球の寿命は約120日、血小板は約7日、好中球は数日であり、それらの喪失を補うために、骨髄中には、造血幹細胞と呼ばれる細胞集団が存在します。造血幹細胞は、全ての血液細胞に分化・成熟する多分化能と、造血幹細胞自身を複製できる自己再生能を有しており、生涯にわたり血球を供給します。造血幹細胞は、骨髄ストローマ細胞などで構成される造血幹細胞ニッチで、その自己再生能と分化能が調節されます。一方、がん組織においても細胞は均一ではなく、その一部の“がん幹細胞“が腫瘍組織を構築していると考えられます。急性骨髄性白血病においては、CD34+CD38-細胞分画に白血病幹細胞が存在することが示されています。血液研究室では、免疫不全マウスを用いた異種移植アッセイシステムを用いて、正常造血幹細胞のアッセイやがん幹細胞のアッセイを行っています。通常、ヒト細胞をマウスに移植すると拒絶されてしまいますが、高度免疫不マウスを用いることによって、マウス体内にヒト造血や白血病を再構築することが可能です。図に示すように、急性骨髄性白血病細胞を免系不全マウスに移植すると、数週間で、マウス内にもとと同じ形態、表面抗原をもつ急性骨髄性白血病細胞を再現することができます。このマウスに抗がん剤を投与すると、大半の白血病細胞は死滅してしまいますが、白血病幹細胞は、正常造血幹細胞と同じく骨髄ニッチをと呼ばれる場所に潜んで、抗がん剤に抵抗性を示しています。このようなシステムを用いて、様々な造血器腫瘍の幹細胞の同定を試みています。

（参考文献）
Ishikawa F, et al. Nature Biotechnol 25, 1315-1321, 2007.
Kikushige Y, et al. Cancer Cell 20, 246-59, 2011.