日本金澤大學理工研究領域生命理工學系的小林功助教等人組成的研究團隊,開發出了從斑馬魚成魚活體內分離造血幹細胞的創新方法。
造血幹細胞是可以在整個生命週期持續形成所有血細胞的細胞,明確其性面質於開發白血病等血液相關疾病的冶癒方法至關重要。印度原產的熱帶魚斑馬魚不僅相對比較容易飼養,還能在活體狀態下觀察其組織和細胞等,因此被用作幹細胞研究的模式生物。斑馬魚等魚類是在腎臟内造血,但很難從斑馬魚的腎臟中僅將造血幹細胞分離出來,這一直是該領域的研究課題之一。
本次研究着眼於造血幹細胞不可或缺的基因gata2a和runx1,透過使用這兩種基因作爲分子標誌物,開發出了從斑馬魚腎臟中分離造血幹細胞的劃時代方法。具體來說,分別用綠色螢光蛋白(GFP)和紅色螢光蛋白(mCherry)標記gata2a和runx1基因,然後利用流式細胞術回收僅同時發綠色和紅色螢光的細胞,並實施細胞移植實驗及細胞培養實驗,發現該細胞羣中濃縮了造血幹細胞。
本研究開發的方法與以往的方法相比能濃縮540倍的造血幹細胞,因此可輕鬆實施以前難以實施的造血幹細胞層面的各種解析。另外,利用以斑馬魚爲模式生物的優點,將來還有望在活體狀態下觀察造血幹細胞的情況。今後,隨着關於造血幹細胞的研究和解析的隊形變換,有望查清造血幹細胞在分裂和增殖的同時,持續供應各種血細胞的機制。
相關研究論文已於2019年10月2日發表在英國科學期刊《科學報告》(Scientific Reports)的網路版上。
圖:斑馬魚腎臟的造血幹細胞分離及其解析方法概略圖
利用流式細胞術回收同時表達gata2a:GFP和runx1:mCherry的細胞(gata2a+ runx1+,左圖)。利用回收的細胞實施細胞移植實驗發現,僅100個gata2a+ runx1+細胞在16周多的時間裏持續供應了100多萬個血細胞(右圖)
發表論文
期刊:《Scientific Reports》
題目:Enrichment of hematopoietic stem/progenitor cells in the zebrafish kidney
文:JST客觀日本編輯部翻譯整理