クローン造造を研究するマウスにおける骨髄移植手順

クローン造血(CH)は、高齢の個体で頻繁に観察される状態であり、^{遺伝子変異を}運ぶ造血幹細胞および前駆細胞(HSPC)クローンの拡大の結果として生じる。50歳までに、ほとんどの個体が各^HSPC2で平均5つのエキソン突然変異を獲得することが示唆されているが、これらの突然変異のほとんどは、その個体にほとんどまたは全く触知の結果をもたらすであろう。しかし、偶然にも、これらの突然変異の1つがHSPCに対して競争上の優位性を与える(例えば、HSPCの増殖、自己再生、生存、またはこれらの組み合わせ)が与える場合、これは他のHSPCsに対する変異クローンの優先的な拡大につながる可能性があります。その結果、突然変異したHSPCが成熟した血液細胞を生み出し、末梢血内の突然変異細胞の明確な集団に至るにつれて、突然変異は造血系を通じてますます広がる。数十の異なる候補ドライバ遺伝子の変異が造血系内のクローンイベントと関連している一方、これらの中で、DNAメチルトランスヴァリン酵素3α(DNMT3A)および111個の転座2(TET2)の変異が最も一般的である^3。いくつかの疫学的研究では、これらの遺伝子変異を運ぶ個人は、心血管疾患(CVD)、脳卒中、および全因果死亡率^のリスクが有意に高いことを発見しました^3,4,5,6,7.これらの研究は、CHとCVDと脳卒中の発生率の増加との間に関連が存在することを特定したが、この関係が因果関係であるか、老化プロセスと共通のエピレプションであるかは分からない。この関連を理解するためには、CHの人間の状態を正しく再現する適切な動物モデルが必要です。

ゼブラフィッシュ、マウス、および非ヒト霊長類^{8、9、10、11、12、13、14}を使用して、我々のグループと他の人によっていくつかのCH動物モデルが確立されています。これらのモデルは、しばしば、Cre-lox組換えまたはCRISPRシステムを用いて、遺伝子組換え細胞の移植による造血再構成法を使用する。このアプローチにより、造血細胞における特定の遺伝子変異の分析が、疾患の発症にどのように寄与するかを評価することができます。さらに、これらのモデルは、多くの場合、正常または野生型細胞から変異細胞の効果を区別するために、コンジェニックまたはレポーター細胞を採用しています。多くの場合、ドナー造血幹細胞を正常に生着させるためには、事前調整レジメンが必要です。

現在、骨髄をレシピエントマウスに移植することは、1)骨髄性調節と2)非条件付き移植の2つの主要なカテゴリーに分けることができる。骨髄性調節は、2つの方法、すなわち、全身照射(TBI)または化学療法¹⁵のいずれかによって達成することができる。TBIは、レシピエントにガンマまたはX線照射の致死量を照射することによって行われ、急速に分裂した細胞内でDNA切断またはクロスリンクを生成し、それらを取り返しのつかない¹⁶にレンダリングする。ブスルファンとシクロホスファミドは、造血ニッチを破壊し、同様に急速に分裂する細胞にDNA損傷を引き起こす2つの一般的に使用される化学療法薬である。骨髄性プレコンディショニングの結果は、レシピ細胞のアポトーシスであり、レシピエントの造血系を破壊する。この戦略は、ドナーHSPの生着を成功させるだけでなく、レシピエントの免疫系を抑制することによって移植片拒絶反応を防ぐこともできる。しかし、骨髄性プレコンディショニングは、組織および器官およびそれらの常駐免疫細胞への損傷ならびに天然骨髄ニッチ¹⁷の破壊などの重篤な副作用を有する。したがって、これらの望ましくない副作用を克服する代替方法が提案されているが、特に目的の器官への損傷に関してである。これらの方法は、受容マウスのシールド照射及び非^{条件マウス9、17}への養子BMTを含む。リードバリアの配置による胸郭、腹腔、頭部または他の領域を照射から遮蔽し、照射の有害な影響から保護された目的の組織を維持し、その常駐免疫細胞集団を維持する。一方、非コンディションマウスにHSPCの採用BMCは、天然造血ニッチを維持するため、追加の利点を有する。本稿では、マウスにおけるいくつかの移植レジメン、特にTBIマウスへのHSPCの送達、部分的に照射から遮蔽されたマウス、および非調整マウスへのHSPC生着のプロトコルおよび結果について述べる。全体的な目標は、研究者が各方法の異なる生理学的影響だけでなく、CHと心血管疾患の設定における実験的成果にどのような影響を与えるかを理解するのを助けるものです。