【本学研究者情報】

〇大学院医学系研究科幹細胞医学分野　教授　田久保圭誉
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【発表のポイント】

• 栄養やサイトカイン（注1）の欠乏下に置かれた高齢マウスの造血幹細胞（注2）は、若いマウスの造血幹細胞よりも生存しやすいことを明らかにしました。
• ミトコンドリア（注3）のタンパク質SDHAF1（注4）がATP（注5）産生の促進を介して加齢造血幹細胞の（生体内の）生理的な環境下での生存優位性に寄与することを解明しました。
• 幹細胞の加齢過程の一端が明らかとなり、加齢に関連した血液の機能の低下や白血病の発症のしやすさの原因究明に貢献できることが期待される成果です。

【概要】

造血幹細胞は、生涯にわたって各種の血液細胞を産生する長寿命の細胞です。個体の老化とともに幹細胞自身も老化して血液を産生する能力が低下していく一方で、造血幹細胞の数は増えていくことがわかっています。しかし、機能不全の幹細胞の数がなぜ増えるのかは不明でした。

東北大学大学院医学系研究科幹細胞医学分野と国立国際医療研究センター研究所の研究グループは、京都大学大学院医学系研究科などと共同で、マウスを用いて代謝分子の細胞内での使われ方を明らかにする同位体トレーシングや、高い時間分解能で造血幹細胞の代謝動態を迅速に計測する独自の技術などを組み合わせて、加齢造血幹細胞に特徴的な代謝特性を明らかにしました。

加齢造血幹細胞は、代謝経路の中でも特にミトコンドリアを介した好気呼吸を柔軟に活性化し、厳しい環境に適応できるように変化していました。詳細な解析により、造血幹細胞は加齢に伴いミトコンドリアタンパク質のSDHAF1が増加することによって代謝の柔軟性を獲得していることを解明しました。

本成果は、2024年5月20日付で学術誌Cell Stem Cellに掲載されました。

【用語解説】

注1．サイトカイン：主に他の細胞から分泌されて、細胞の表面の受容体に結合することで細胞を維持したり、増殖させたりするタンパク質。不足すると細胞は生存できない。

注2. 造血幹細胞：哺乳動物の成体では骨髄に存在している数少ない細胞で、細胞分裂することで生涯にわたって血液を供給している。

注3. ミトコンドリア：細胞内の小器官の一つ。クエン酸回路と電子伝達系という２つの代謝経路を用いて最終的に酸素を利用して細胞に取り込んだ栄養素を水と二酸化炭素に分解してATPを作る。

注4. SDHAF1：電子伝達系の中でも複合体IIと呼ばれるコンポーネントに含まれるタンパク質で、コハク酸脱水素酵素（SDH）複合体の組み立て（Assembly）を補助する因子（Factor）の略語。

注5. ATP：アデノシン三リン酸のこと。細胞で必要とされるエネルギーの多くはATPを分解するときに生じるエネルギーで賄われる。

詳細（プレスリリース本文）

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