日本金泽大学理工研究领域生命理工学系的小林功助教等人组成的研究团队,开发出了从斑马鱼成鱼体内分离造血干细胞的创新方法。
造血干细胞是可以在整个生命周期持续形成所有血细胞的细胞,明确其性质对于开发白血病等血液相关疾病的治疗方法至关重要。印度原产的热带鱼斑马鱼不仅相对比较容易饲养,还能在活体状态下观察其组织和细胞等,因此被用作干细胞研究的模型生物。斑马鱼等鱼类是在肾脏内造血,但很难从斑马鱼的肾脏中仅将造血干细胞分离出来,这一直是该领域的研究课题之一。
本次研究着眼于造血干细胞不可或缺的基因gata2a和runx1,通过使用这两种基因作为分子标志物,开发出了从斑马鱼肾脏中分离造血干细胞的划时代方法。具体来说,分别用绿色荧光蛋白(GFP)和红色荧光蛋白(mCherry)标记gata2a和runx1基因,然后利用流式细胞术回收仅同时发绿色和红色荧光的细胞,并实施细胞移植实验及细胞培养实验,发现该细胞群中浓缩了造血干细胞。
本研究开发的方法与以往的方法相比能浓缩540倍的造血干细胞,因此可轻松实施以前难以实现的造血干细胞层面的各种解析。另外,利用以斑马鱼为模型生物的优点,将来还有望在活体状态下观察造血干细胞的情况。今后,随着关于造血干细胞的研究和解析的发展,有望查清造血干细胞在分裂和增殖的同时,持续供应各种血细胞的机制。
相关研究论文已于2019年10月2日发表在英国科学期刊《科学报告》(Scientific Reports)的网络版上。
图:斑马鱼肾脏的造血干细胞分离及其解析方法概略图
利用流式细胞术回收同时表达gata2a:GFP和runx1:mCherry的细胞(gata2a+ runx1+,左图)。利用回收的细胞实施细胞移植实验发现,仅100个gata2a+ runx1+细胞在16周多的时间里持续供应了100多万个血细胞(右图)
发表论文
期刊:《Scientific Reports》
题目:Enrichment of hematopoietic stem/progenitor cells in the zebrafish kidney
文:JST客观日本编辑部翻译整理