1. HOME
  2. 研究組織
  3. 岩見真吾

造血幹細胞老化により変容する細胞ダイバーシティの数理科学的解析

研究代表者 
岩見真吾
名古屋大学 大学院理学研究科生命理学専攻 異分野融合生物学講座 教授
http://bio-math10.biology.kyushu-u.ac.jp/

研究概要

造血幹細胞は、自己複製能・多分化能という特徴的な機能を有しており、1細胞レベルで体内における動態を詳細に評価できる数少ない細胞の一つである。古くから研究がなされ、他の幹細胞研究において基礎的な知見を与えてきたが、造血幹細胞の分化経路や詳細なメカニズムは未だに明らかではない。従って、造血幹細胞が造血系を維持する機構を解明することは、他の臓器・細胞の恒常性の維持機構の解明にも応用でき、造血系の恒常性の破綻に起因する疾患の研究において基礎的な知見を与える。「細胞ダイバース」前期では、新しい造血幹細胞分化経路を含んだ分化モデルを定式化し、造血幹細胞移植の実験データから各種のパラメータの推定するアプローチを開発した。そして、定量的なデータ解析の結果から、従来の造血幹細胞分化経路とは別の新しい経路が存在することの意義を定量的に明らかにすることができた。具体的には、骨髄球産生を行うバイパスを含んだ数理モデルにより若齢マウス由来の造血幹細胞を移植したマウスでは、骨髄球バイパスは赤血球・血小板産生の多くを担っている、可能性を見出した。しかし、国内外を見渡しても、老化(エイジング)により、造血幹細胞の能力がどのように変化し、その結果として血液細胞動態がどの程度変容あるいは破綻するのかは、いまだ明らかにされていない。「細胞ダイバース」後期では、この老化に取り組む。
造血幹細胞老化により変容する血液細胞動態の分析を事例として公募研究を推進するが、その過程で開発される生命現象に普遍的な細胞分化動態を定量的に解析する数理科学基盤は、対象細胞に制約がなく汎用的である。そこで、提案した研究課題に加え“領域横断的な共同研究”という領域目標に貢献していく。特に、『抗がん剤存在下におけるがん細胞の多型進化の定量的分析』や『造血幹細胞の対称自己複製・非対称自己複製・対称分化率の定量的分析』に関して、計画班や公募班と共同で進めて行く予定である。

fig

参考文献

  1. M. Iwamoto, W. Saso, R. Sugiyama, K. Ishii, M. Ohki, S. Nagamori, R. Suzuki, H. Aizaki, A. Ryo, J-H Yun, S-Y Park, N. Ohtani, M. Muramatsu, S. Iwami, Y. Tanaka, C. Sureau, T. Wakita and K. Watashi. Epidermal growth factor receptor is a host entry cofactor triggering hepatitis B virus internalization, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 116:8487-8492 (2019).
  2. M. Mahgoub, J. Yasunaga, S. Iwami, S. Nakaoka, Y. Koizumi, K. Shimura, and M. Matsuoka. Sporadic on/off switching of HTLV-1 Tax expression is crucial to maintain the whole population of virus-induced leukemic cells, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 115(6):E1269-E1278 (2018).
  3. E. Yamada, S. Nakaoka, L. Klein, E. Reith, S. Langer, K. Hopfensperger, S. Iwami, G. Schreiber, F. Kirchhoff, Y. Koyanagi, D. Sauter and *K. Sato. Human-specific adaptations in Vpu conferring anti-tetherin activity are critical for efficient early HIV-1 replication in vivo, Cell Host & Microbe, 23:110-120 (2018).
  4. H. Ohashi, Y. Koizumi, K. Fukano, T. Wakita, AS. Perelson, S. Iwami†, and K. Watashi†. Reply to Padmanabhan and Dixit: Hepatitis C virus entry inhibitors for optimally boosting direct-acting antiviral-based treatments, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 114:E4527-E4529 (2017). (†Equal contribution)
  5. Y. Nakano, N. Misawa, G. Juarez-Fernandez, M. Moriwaki, S. Nakaoka, T. Funo, E. Yamada, A. Soper, R. Yoshikawa, D. Ebrahimi, Y. Tachiki, S. Iwami, RS. Harris, Y. Koyanagi and K. Sato. HIV-1 competition experiments in humanized mice show that APOBEC3H imposes selective pressure and promotes virus adaptation, PLoS Pathogens, 13:e1006348 (2017).
  6. Y. Koizumi, H. Ohashi, S. Nakajima, Y. Tanaka, T. Wakita, AS. Perelson, S. Iwami†, and K. Watashi†. Quantifying antiviral activity optimizes drug combinations against hepatitis C virus infection, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 114:1922-1927 (2017). (†Equal contribution)
  7. K. Fujiu†, M. Shibata†, Y. Nakayama, F. Ogata, S. Matsumoto, K. Noshita, S. Iwami, S. Nakae, I. Komuro, R. Nagai, and I. Manabe. A heart-brain-kidney network controls adaptation to cardiac stress through tissue macrophage activation and cellular communication, Nature Medicine, 23:611-622 (2017). (†Equal contribution)
  8. A. Martyushev, S. Nakanoka, K. Sato, T. Noda†, and S. Iwami†. Modelling Ebola virus dynamics: Implications for therapy, Antiviral Research, 135:62-73 (2016). (†Equal contribution)
  9. S. Iwami†, JS Takeuchi†, S Nakaoka, F Mammano, F Clavel, H Inaba, T Kobayashi, N Misawa, K Aihara, Y Koyanagi, K Sato. Cell-to-cell infection by HIV contributes over half of virus infection, Elife, 4, (2015). (†Equal contribution)
  10. K. Sato, JS Takeuchi, N. Misawa, T. Izumi, T. Kobayashi, Y. Kimura, S. Iwami, A. Takaori-Kondo, WS. Hu, K. Aihara, M. Ito, D. Sung An, VK. Pathak, and Y. Koyanagi. APOBEC3D and APOBEC3F potently promote HIV-1 diversification and evolution in humanized mouse model, PLoS Pathogens. 10:e1004453 (2014).

このページの先頭へ