生きた動物の骨髄における局所酸素濃度の直接測定

科学分野:

• 幹細胞生物学 幹細胞生物学とは
• マイクロ環境とは
• ニッチレギュレーション (ニッチ規制) とは

背景:

• 幹細胞のニッチ特性は,幹細胞の生物学と治療法を理解する上で極めて重要です.
• 低酸素緊張 (低酸素症) は,様々な幹細胞の静止状態を維持すると広く信じられています.
• 低酸素ニッチに関する以前の証拠は,プロテオミック分析,遺伝子発現,および代理マーカーに依存し,間接的であった.

研究 の 目的:

• 生きたマウスの骨髄内での局所酸素張力 (pO2) を直接測定する.
• 骨髄の微小環境内の酸素濃度の空間的異質性を調査する.
• ストレス (放射線治療,化学療法) が骨髄の酸素張力に与える影響を評価する.

主な方法:

• 2フォトンの光寿命顕微鏡でpO2を直接in vivoで測定する.
• 骨髄のペリシヌソイドおよびエンドステアル領域における酸素グラデーションの分析.
• 放射線治療/化学療法の前後のpO2濃度の比較.

主要な成果:

• 骨髄は,高血管密度にもかかわらず,低い絶対pO2 (<32mmHg) を表しています.
• 重要なpO2異質性が存在し,最も低いレベル (∼9.9 mm Hg) は,より深い近シナリオ領域にあります.
• 末骨領域は低酸素性が低く,ネスティン陽性動脈によって perfused されます.
• 放射線治療と化学療法により,骨髄のpO2濃度が顕著に変化します.

結論:

• 直接的な測定は,骨髄のニッチでの低酸素環境を確認しています.
• 酸素濃度は空間的に異質であり,解剖学的位置によって影響を受けます.
• 幹細胞の代謝マイクロ環境は,ストレスによる変化に敏感であり,酸素の緊張に影響を与えます.