/生命機能研究科/免疫フロンティア研究センター、幹細胞生物学)らの研究グループは、間葉系幹細胞で発現する転写因子※3Ebf3が、骨髄腔(骨の中心部の空洞で血液細胞の工場)と血液細胞を育てる環境(ニッチ)を作ることを明らかにしました。図1.CAR細胞におけるEbf3の役割これまで骨を造る細胞が骨の中心部分に空洞(骨髄)を保つしくみは不明でした。本研究成果より、血液細胞が造られるしくみの理解が深まり、試験管内で人工骨髄を用いて血液細胞を作る再生医療や、骨新生を促進する骨粗鬆症の治療法開発への応用が期待されます。血液細胞とは、血液中に含まれる細胞で、体の全細胞へ酸素を供給する赤血球、細菌やウイルス等の感染から防御する白血球、外傷による血管の損傷を修復する血小板からなり、生体にとって重要な細胞群です。血液細胞の寿命は短いので、その多くが毎日死んでいますが、全てが、少数の造血幹細胞※4から毎日産生され続けています(造血)。造血は、骨の中心部分に空いた空洞を占める骨髄でのみ行われており、造血幹細胞は骨髄のニッチと呼ばれる特別な環境によって維持されています。cells)を発見しました。CAR細胞は、造血幹細胞と接着する長い細胞突起を持った細胞で、血液細胞を育てる他に、脂肪細胞や、骨を造る骨芽細胞を生み出すことを明らかにしています。骨の中心部分に造血のための大きな空洞が維持されるしくみは、よくわかっていませんでした。3)を見出し、Ebf3を発現する細胞に目印をつけることにより、CAR細胞が、生涯、骨芽細胞と脂肪細胞を供給する間葉系幹細胞であることを証明しました。次に、マウスのCAR細胞でEbf3を欠損させると、老齢になると、骨髄に骨が著明に増加し、骨髄の空洞がほとんどなくなってしまいました。そのマウスでは、CAR細胞の大部分が骨芽細胞の前駆細胞※5に分化し、造血幹細胞や造血を維持できなくなっていました。生体にはEbf3とよく似たEbf1という分子が存在し、Ebf3の機能を補っている可能性があるので、その両方をCAR細胞で欠損させました。その結果、生まれた直後は骨髄が正常に存在していましたが、若年期より骨髄は骨で埋まり、CAR細胞の大部分が骨芽細胞の前駆細胞に分化し、造血幹細胞や造血を維持できなくなっていました。以上より、骨髄の間葉系幹細胞のみで高発現するEbf3は、骨芽細胞への分化を抑制して骨髄の空洞を維持し、血液細胞を育てる微小環境(ニッチ)を造っていることが明らかになりました。本研究成果が社会に与える影響(本研究成果の意義)CAR細胞は、骨髄で血液細胞を育てる他、一部が脂肪細胞と骨代謝に必須の骨芽細胞を供給する重要な細胞です。これまで、CAR細胞の脂肪細胞への分化を抑制する遺伝子Foxc1が明らかになっていますが、本研究成果により、骨芽細胞への分化を抑制する遺伝子Ebf3が明らかになりました。いずれの遺伝子も、造血幹細胞と造血に必須のニッチを供給するために必須で、血液を造る微小環境の実体の解明が大きく進みました。本研究の成果は、造血不全と骨粗鬆症の治療法開発に貢献する可能性があります。骨髄不全や、多くのがんの化学療法や放射線療法等では造血幹細胞が減少するため、これを補う治療が必要ですが、補給に十分な造血幹細胞や血液細胞を試験管内で増やすことはできません。Ebf3やその上流、または下流で働く遺伝子を用いて、試験管内で造血幹細胞ニッチを作製すると、これが可能になる可能性があります。血液細胞は、骨の中心部にある空洞(骨髄腔)を満たす骨髄で造られている。Development(ジーンズ・アンド・ディベロップメント;遺伝子と発生)」(オンライン)に掲載されました。ウイルス再生医科学研究所の近藤玄教授の協力を得て行われました。