造血幹細胞の微小環境「ニッチ」
幹細胞は「自分と同じ細胞と造り出す (自己複製) と同時に, 様々な種類の細胞に分化する能力 (多分化能) を持つ細胞」であり, 様々な組織・臓器でその維持・再生を担い, 幹細胞とは個体の一生を通じて, 枯渇することなく, 娘細胞を供給する. このような幹細胞システムの維持は生命の維持にとってきわめて重要である. 成体の各組織における幹細胞システムは, 幹細胞と隣接する細胞・組織との相互作用によって成り立っている. この幹細胞が維持・増殖する部位は「幹細胞ニッチ」と呼ばれ, 幹細胞はニッチにおいて細胞周期を静止した状態に保つことで, 長期にわたりその未分化性を維持していると想定される.「ニッチ...
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| Published in | 生物物理化学 Vol. 48; no. 4; pp. 133 - 138 |
|---|---|
| Main Authors | , , |
| Format | Journal Article |
| Language | English Japanese |
| Published |
日本電気泳動学会
2004
|
| Online Access | Get full text |
| ISSN | 0031-9082 1349-9785 |
| DOI | 10.2198/sbk.48.133 |
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| Abstract | 幹細胞は「自分と同じ細胞と造り出す (自己複製) と同時に, 様々な種類の細胞に分化する能力 (多分化能) を持つ細胞」であり, 様々な組織・臓器でその維持・再生を担い, 幹細胞とは個体の一生を通じて, 枯渇することなく, 娘細胞を供給する. このような幹細胞システムの維持は生命の維持にとってきわめて重要である. 成体の各組織における幹細胞システムは, 幹細胞と隣接する細胞・組織との相互作用によって成り立っている. この幹細胞が維持・増殖する部位は「幹細胞ニッチ」と呼ばれ, 幹細胞はニッチにおいて細胞周期を静止した状態に保つことで, 長期にわたりその未分化性を維持していると想定される.「ニッチ」という概念は, 1970年代にヒトの造血幹細胞おいて提唱されたものであり, 概念的に, 幹細胞と幹細胞に影響を与える支持細胞などから構成されるものである. 今後, 幹細胞のニッチを制御する分子機構を理解することによって, 幹細胞の自己複製・分化といった「幹細胞の本体」の解明につながると考えられる. |
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| AbstractList | 成体の各組織における幹細胞システムは, 幹細胞と隣接する細胞組織との相互作用によって成り立っている. この幹細胞が維持増殖する部位は「幹細胞ニッチ」と呼ばれ, 幹細胞はニッチにおいて細胞周期を静止した状態に保つことで, 長期にわたりその未分化性を維持している. "ニッチ"という概念は, もともと1970年代にSchofieldによってヒトの造血幹細胞おいて提唱され1), 現在では, 表皮幹細胞や色素幹細胞, 小腸上皮幹細胞, 神経幹細胞, 生殖幹細胞など, さまざまな組織幹細胞でその存在部位が特定されている2～5). これらの組織には, 幹細胞が未分化なまま維持される環境があると信じられているが, この環境のことを, 幹細胞ニッチと呼ぶ. すなわち, ニッチとは, 細胞の生物学的適所を意味し, 概念的に, 幹細胞とその支持細胞, また, その局所で産生されるシグナル分子や細胞外マトリックス(これらは環境分子, ニッチ分子といえる)から構成される. 幹細胞は「自分と同じ細胞と造り出す (自己複製) と同時に, 様々な種類の細胞に分化する能力 (多分化能) を持つ細胞」であり, 様々な組織・臓器でその維持・再生を担い, 幹細胞とは個体の一生を通じて, 枯渇することなく, 娘細胞を供給する. このような幹細胞システムの維持は生命の維持にとってきわめて重要である. 成体の各組織における幹細胞システムは, 幹細胞と隣接する細胞・組織との相互作用によって成り立っている. この幹細胞が維持・増殖する部位は「幹細胞ニッチ」と呼ばれ, 幹細胞はニッチにおいて細胞周期を静止した状態に保つことで, 長期にわたりその未分化性を維持していると想定される.「ニッチ」という概念は, 1970年代にヒトの造血幹細胞おいて提唱されたものであり, 概念的に, 幹細胞と幹細胞に影響を与える支持細胞などから構成されるものである. 今後, 幹細胞のニッチを制御する分子機構を理解することによって, 幹細胞の自己複製・分化といった「幹細胞の本体」の解明につながると考えられる. |
| Author | 須田, 年生 平尾, 敦 新井, 文用 |
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| Copyright | 日本電気泳動学会 |
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| CorporateAuthor | 慶應義塾大学医学部発生・分化生物学 |
| CorporateAuthor_xml | – name: 慶應義塾大学医学部発生・分化生物学 |
| DOI | 10.2198/sbk.48.133 |
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| Discipline | Anatomy & Physiology |
| EISSN | 1349-9785 |
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| ISSN | 0031-9082 |
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| Issue | 4 |
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| PublicationTitle | 生物物理化学 |
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| PublicationYear | 2004 |
| Publisher | 日本電気泳動学会 |
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| References | 18) Reya T, Morrison SJ, Clarke MF, Weissman IL. Stem cells, cancer, and cancer stem cells. Nature 2001; 414: 105-111. 15) Puri MC, Bernstein A. Requirement for the TIE family of receptor tyrosine kinases in adult but not fetal hematopoiesis. Proc Natl Acad Sci USA 2003; 100: 12753-12758. 2) Hall PA, Watt FM. Stem cells: the generation and maintenance of cellular diversity. Development 1989; 106: 619-633. 10) Kamada S, Shimono A, Shinto Y, Tsujimura T, Takahashi T, Noda T, Kitamura Y, Kondoh H, Tsujimoto Y. bcl-2 deficiency in mice leads to pleiotropic abnormalities: accelerated lymphoid cell death in thymus and spleen, polycystic kidney, hair hypopigmentation, and distorted small intestine. Cancer Res 1995; 55: 354-359. 16) Partanen J, Puri MC, Schwartz L, Fischer KD, Bernstein A, Rossant J. Cell autonomous functions of the receptor tyrosine kinase TIE in a late phase of angiogenic capillary growth and endothelial cell survival during murine development. Development 1996; 122: 3013-3021. 17) Rodewald HR, Sato TN. Tiel, a receptor tyrosine kinase essential for vascular endothelial cell integrity, is not critical for the development of hematopoietic cells. Oncogene 1996; 12: 397-404. 4) Lin H. The tao of stem cells in the germline. Annu Rev Genet 1997; 31: 455-491. 11) Kodama H, Nose M, Yamaguchi Y, Tsunoda J, Suda T, Nishikawa S, Nishikawa S. In vitro proliferation of primitive hemopoietic stem cells supported by stromal cells: evidence for the presence of a mechanism(s) other than that involving c-kit receptor and its ligand. J Exp Med 1992; 176: 351-361. 8) Cheng T, Rodrigues N, Shen H, Yang Y, Dombkowski D, Sykes M, Scadden DT. Hematopoietic stem cell quiescence maintained by p21cip1/waf1. Science 2000; 287: 1804-1808. 3) Potten CS, Loeffler M. Stem cells: attributes, cycles, spirals, pitfalls and uncertainties. Lessons for and from the crypt. Development 1990; 110: 1001-1020. 9) Domen J, Weissman IL. Hematopoietic stem cells need two signals to prevent apoptosis; BCL-2 can provide one of these, Kitl/c-Kit signaling the other. J Exp Med 2000; 192: 1707-1718. 12) Calvi LM, Adams GB, Weibrecht KW, Weber JM, Olson DP, Knight MC, Martin RP, Schipani E, Divieti P, Bringhurst FR, Milner LA, Kronenberg HM, Scadden DT. Osteoblastic cells regulate the haematopoietic stem cell niche. Nature 2003; 425: 841-846. 6) Cheshier SH, Morrison SJ, Liao X, Weissman IL. In vivo proliferation and cell cycle kinetics of long-term selfrenewing hematopoietic stem cells. Proc Natl Acad Sci USA 1999; 96: 3120-3125. 13) Zhang J, Niu C, Ye L, Huang H, He X, Tong WG, Ross J, Haug J, Johnson T, Feng JQ, Harris S, Weidemann LM, Mishina Y, Li L. Identification of the haematopoietic stem cell niche and control of the niche size. Nature 2003; 425: 836-841. 5) Morrison SJ, Shah NM, Anderson DJ. Regulatory mechanisms in stem cell biology. Cell 1997; 88: 287-298. 14) Arai F, Hirao A, Ohmura M, Sato H, Matsuoka S, Ito K, Takubo K, Koh GY, Suda T. Tie2/Angiopoietin-1 signaling regulates hematopoietic stem cell quiescence in the bone marrow niche. Cell 2003; 118: 149-161. 19) Wulf GG, Wang RY, Kuehnle I, Weidner D, Marini F, Brenner MK, Andreeff M, Goodell MA. A leukemic stem cell with intrinsic drug efflux capacity in acute myeloid leukemia. Blood 2001; 98: 1166-1173. 1) Schofield R. The relationship between the spleen colony-forming cell and the haemopoietic stem cell. Blood Cells 1978; 4: 7-25. 7) Allsopp RC, Cheshier S, Weissman IL. Telomere shortening accompanies increased cell cycle activity during serial transplantation of hematopoietic stem cells. J Exp Med 2001; 193: 917-924. |
| References_xml | – reference: 5) Morrison SJ, Shah NM, Anderson DJ. Regulatory mechanisms in stem cell biology. Cell 1997; 88: 287-298. – reference: 15) Puri MC, Bernstein A. Requirement for the TIE family of receptor tyrosine kinases in adult but not fetal hematopoiesis. Proc Natl Acad Sci USA 2003; 100: 12753-12758. – reference: 1) Schofield R. The relationship between the spleen colony-forming cell and the haemopoietic stem cell. Blood Cells 1978; 4: 7-25. – reference: 10) Kamada S, Shimono A, Shinto Y, Tsujimura T, Takahashi T, Noda T, Kitamura Y, Kondoh H, Tsujimoto Y. bcl-2 deficiency in mice leads to pleiotropic abnormalities: accelerated lymphoid cell death in thymus and spleen, polycystic kidney, hair hypopigmentation, and distorted small intestine. Cancer Res 1995; 55: 354-359. – reference: 17) Rodewald HR, Sato TN. Tiel, a receptor tyrosine kinase essential for vascular endothelial cell integrity, is not critical for the development of hematopoietic cells. Oncogene 1996; 12: 397-404. – reference: 4) Lin H. The tao of stem cells in the germline. Annu Rev Genet 1997; 31: 455-491. – reference: 18) Reya T, Morrison SJ, Clarke MF, Weissman IL. Stem cells, cancer, and cancer stem cells. Nature 2001; 414: 105-111. – reference: 9) Domen J, Weissman IL. Hematopoietic stem cells need two signals to prevent apoptosis; BCL-2 can provide one of these, Kitl/c-Kit signaling the other. J Exp Med 2000; 192: 1707-1718. – reference: 19) Wulf GG, Wang RY, Kuehnle I, Weidner D, Marini F, Brenner MK, Andreeff M, Goodell MA. A leukemic stem cell with intrinsic drug efflux capacity in acute myeloid leukemia. Blood 2001; 98: 1166-1173. – reference: 7) Allsopp RC, Cheshier S, Weissman IL. Telomere shortening accompanies increased cell cycle activity during serial transplantation of hematopoietic stem cells. J Exp Med 2001; 193: 917-924. – reference: 11) Kodama H, Nose M, Yamaguchi Y, Tsunoda J, Suda T, Nishikawa S, Nishikawa S. In vitro proliferation of primitive hemopoietic stem cells supported by stromal cells: evidence for the presence of a mechanism(s) other than that involving c-kit receptor and its ligand. J Exp Med 1992; 176: 351-361. – reference: 3) Potten CS, Loeffler M. Stem cells: attributes, cycles, spirals, pitfalls and uncertainties. Lessons for and from the crypt. Development 1990; 110: 1001-1020. – reference: 14) Arai F, Hirao A, Ohmura M, Sato H, Matsuoka S, Ito K, Takubo K, Koh GY, Suda T. Tie2/Angiopoietin-1 signaling regulates hematopoietic stem cell quiescence in the bone marrow niche. Cell 2003; 118: 149-161. – reference: 12) Calvi LM, Adams GB, Weibrecht KW, Weber JM, Olson DP, Knight MC, Martin RP, Schipani E, Divieti P, Bringhurst FR, Milner LA, Kronenberg HM, Scadden DT. Osteoblastic cells regulate the haematopoietic stem cell niche. Nature 2003; 425: 841-846. – reference: 16) Partanen J, Puri MC, Schwartz L, Fischer KD, Bernstein A, Rossant J. Cell autonomous functions of the receptor tyrosine kinase TIE in a late phase of angiogenic capillary growth and endothelial cell survival during murine development. Development 1996; 122: 3013-3021. – reference: 13) Zhang J, Niu C, Ye L, Huang H, He X, Tong WG, Ross J, Haug J, Johnson T, Feng JQ, Harris S, Weidemann LM, Mishina Y, Li L. Identification of the haematopoietic stem cell niche and control of the niche size. Nature 2003; 425: 836-841. – reference: 6) Cheshier SH, Morrison SJ, Liao X, Weissman IL. In vivo proliferation and cell cycle kinetics of long-term selfrenewing hematopoietic stem cells. Proc Natl Acad Sci USA 1999; 96: 3120-3125. – reference: 2) Hall PA, Watt FM. Stem cells: the generation and maintenance of cellular diversity. Development 1989; 106: 619-633. – reference: 8) Cheng T, Rodrigues N, Shen H, Yang Y, Dombkowski D, Sykes M, Scadden DT. Hematopoietic stem cell quiescence maintained by p21cip1/waf1. Science 2000; 287: 1804-1808. |
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| SourceID | medicalonline jstage |
| SourceType | Publisher |
| StartPage | 133 |
| Title | 造血幹細胞の微小環境「ニッチ」 |
| URI | https://www.jstage.jst.go.jp/article/sbk1951/48/4/48_4_133/_article/-char/ja http://mol.medicalonline.jp/en/journal/download?GoodsID=cp5elect/2004/004804/003&name=0133-0138j |
| Volume | 48 |
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| ispartofPNX | 生物物理化学, 2004/12/15, Vol.48(4), pp.133-138 |
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