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生体内イメージングにより、骨髄ニッチにおける成人造血幹細胞の運動性を明らかにした。
Intravital Imaging Reveals Motility of Adult Hematopoietic Stem Cells in the Bone Marrow Niche.
PMID: 32589864 DOI: 10.1016/j.stem.2020.06.003.
抄録
成体哺乳類造血幹細胞（造血幹細胞）は骨髄（BM）に存在するが、移植に使用するために血液中に動員することができる。造血幹細胞は、成長因子c-Kitリガンド（Kitl/SCF）やケモカインCXCL12を産生するBMニッチ細胞と相互作用し、静的で無細胞であると考えられていた。我々は、二光子レーザー走査顕微鏡を用いて、生きたマウスのBM中の遺伝的に標識された造血幹細胞を数時間にわたって可視化した。大部分の造血幹細胞は、動的な非球状の形態と重要な運動性を示し、短い拘束された運動の間に挟まれたゆっくりとした過程的な運動を行っていた。造血幹細胞は血管周囲空間を移動し、SCFを発現する血管周囲間質細胞と断続的に接触していた。対照的に、CXCL12受容体CXCR4とインテグリンの動員誘導遮断は、造血幹細胞の運動性と形状のダイナミクスをリアルタイムで速やかに阻害した。これらの結果から、造血幹細胞のBM内での滞留とSCFの間質ニッチとの相互作用が、造血幹細胞の動員時に破壊されるという予想外のダイナミックな性質を明らかにしました。
Adult mammalian hematopoietic stem cells (HSCs) reside in the bone marrow (BM) but can be mobilized into blood for use in transplantation. HSCs interact with BM niche cells that produce growth factor c-Kit ligand (Kitl/SCF) and chemokine CXCL12, and were thought to be static and sessile. We used two-photon laser scanning microscopy to visualize genetically labeled HSCs in the BM of live mice for several hours. The majority of HSCs showed a dynamic non-spherical morphology and significant motility, undergoing slow processive motion interrupted by short stretches of confined motion. HSCs moved in the perivascular space and showed intermittent close contacts with SCF-expressing perivascular stromal cells. In contrast, mobilization-inducing blockade of CXCL12 receptor CXCR4 and integrins rapidly abrogated HSC motility and shape dynamics in real time. Our results reveal an unexpectedly dynamic nature of HSC residence in the BM and interaction with the SCF stromal niche, which is disrupted during HSC mobilization.
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