黒毛和種由来ウシｉＰＳ細胞の樹立とゲノム多型評価系の構築

• Project/Area Number: 13J04781
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Zootechnical science/Grassland science
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 片山 雅史 東北大学, 農学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2015: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2014: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: iPS細胞 / ウシ / 黒毛和種 / 初期化 / 一塩基多型

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、ウシ、特に黒毛和種由来のiPS細胞の樹立に取り組んだ。黒毛和種は、我が国が誇る貴重な遺伝資源であり、iPS細胞を樹立することで、我が国の食肉生産に大きく貢献することができる。我が国では、遺伝子組換え食品に対して消費者は、良い印象を持っていない。将来の食料生産への応用を考えて、本研究では、遺伝子挿入を伴なわないiPS細胞の樹立を試みた。
本研究では、まずリプログラミング因子の検討を行った。検討の結果、Oct3/4, Sox2, Klf4, c-mycに加えて、Lin28. Nanogを加えた６因子による樹立が効果的であるという結果が得られた。この予備的な検討に基づいて、iPS細胞の樹立を試みた結果、未分化マーカー陽性である黒毛和種由来細胞の樹立に成功した。具体的には未分化マーカーであるアルカリフォスファターゼやStage specific embryonic antigen陽性の細胞を樹立することに成功した。黒毛和種由来でこの様な未分化状態を示す細胞は未だ報告がないことから、農学領域において、大きな結果となった。一方で、時間的な問題から分化能力の証明までは至らなかった。これまで樹立が難しいとされていたウシから未分化マーカー陽性細胞細胞を樹立した結果は大きな結果であると考えられる。
一方で、本研究で、洗い出された樹立方法をげっ歯類に応用することで、より効率的にiPS細胞が樹立できる結果が得られており、本研究で得られたiPS細胞の樹立方法は、未だ樹立効率が決して高くないiPS細胞の安定的な樹立につながる可能性が示唆された。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Establishment of an immortalized cell line derived from the prairie vole via lentivirus-mediated transduction of mutant cyclin-dependent kinase 4, cyclin D, and telomerase reverse transcriptase (2016)
  • Author(s): Katayama M, Kiyono T, Horie K, Hirayama T, Eitsuka T, Kuroda K, Donai K, Hidema S, Nishimori K and Fukuda T
  • Journal Title: Experimental Animals Volume: 65 Issue: 1 Pages: 87-96
  • DOI: 10.1538/expanim.15-0061
  • NAID: 130005125854
  • ISSN: 0007-5124, 1341-1357, 1881-7122
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Induced pluripotent stem cells with six reprogramming factors from Prairie Vole, which is an animal model for social behaviors (2016)
  • Author(s): Masafumi Katayama*, Takashi Hirayama*, Kengo Horie, Tohru Kiyono, Kenichiro Donai, Satoru Takeda, Katsuhiko Nishimori, Tomokazu Fukuda
  • Journal Title: CELL TRANSPLANTAION Volume: in press
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Software development for estimating the concentration of radioactive cesium in the skeletal muscles of cattle from blood samples. (2015)
  • Author(s): Fukuda T, Hiji M, Kino Y, Abe Y, Yamashiro H, Kobayashi J, Shimizu Y, Takahashi A, Suzuki T, Chiba M, Inoue K, Kuwahara Y, Morimoto M, Katayama M, Donai K, Shinoda H, Sekine T, Fukumoto M, Isogai E.
  • Journal Title: Ａｎｉｍａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｊｏｕｒｎａｌ Volume: 86 Issue: 6 Pages: 12490-12490
  • DOI: 10.1111/asj.12490
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Coffee consumption delays the hepatitis and suppresses the inflammation related gene expression in the Long-Evans Cinnamon rat (2014)
  • Author(s): Masafumi Katayama, Kenichiro Donai, Hiroyuki Sakakibara, Yukiko Ohtomo, Makoto Miyagawa, Kengo Kuroda, Hiroko Kodama, Kazufumi Suzuki, Noriyuki Kasai, Katsuhiko Nishimori, Takafumi Uchida, Kouichi Watanabe, Hisashi Aso, Emiko Isogai, Hideko Sone, Tomokazu Fukuda
  • Journal Title: Clinical Nutrition Volume: 33 Issue: 2 Pages: 302-310
  • DOI: 10.1016/j.clnu.2013.05.006
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Changes in estrogen receptor expression in the chick thymus during late embryonic development (2014)
  • Author(s): Masafumi Katayama, Tomokazu Fukuda, Toshimitsu Hatabu, Kiyoaki Narabara, Asaki Abe, Yasuhiro Kondo
  • Journal Title: Animal Science Journal Volume: 85 Issue: 3 Pages: 277-285
  • DOI: 10.1111/asj.12114
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Primary fibroblast cultures and karyotype analysis for the olive ridley sea turtle (Lepidochelys olivacea) (2014)
  • Author(s): Fukuda T, Katayama M. Kinoshita K. Kasugai T, Okamoto H. Kobayashi K. Kurita M. Soichi M. Douai K. Uchida T, Onuma M, Sone H, Isogai E. Inoue-Murayama M.
  • Journal Title: in vitro Leiluiar ana uevelopmentai biology -Animal- Volume: (In print) Issue: 5 Pages: 381-383
  • DOI: 10.1007/s11626-013-9715-0
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] ヒト由来遺伝子を使用した鳥類の不死化細胞の樹立の試み (2015)
  • Author(s): 片山雅史, 清野透, 大沼学, 西森克彦, 村山美穂, 福田智一
  • Organizer: 日本野生動物医学会
  • Place of Presentation: 酪農学園大学（北海道、江別市）
  • Year and Date: 2015-07-30
• [Presentation] Long-Evans Cinnamonラットをモデルとしたコーヒーによる肝炎抑制効果の肝臓内分子機構の解明 (2015)
  • Author(s): 片山雅史、榊原啓之、大友由紀子、西森克彦、福田智一
  • Organizer: 日本農芸化学会2015年度大会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [Presentation] Establishment of an immortalized cell line derived from Prairie Vole by lentivirus-mediated transduction of mutant CDK4, Cyclin D and hTERT (2014)
  • Author(s): Masafumi Katayama, Tohru Kiyono, Kengo Horie, Takashi Hirayama, Takahiro Eitsuka, Shizu Hidema, Katsuhiko Nishimori, Tomokazu Fukuda
  • Organizer: The 27th Annual Meeting of Japanese Association for Anima Cell Technology
  • Place of Presentation: Kitakyushu International Conference Center
  • Year and Date: 2014-11-11 – 2014-11-14
• [Presentation] 変異型ヒトCDK4, CyclinD, hTERT発現による鳥類の不死化細胞の樹立の試み (2014)
  • Author(s): 片山 雅史, 土内 憲一郎, 清野 透, 大沼 学, 西森 克彦, 村山 美穂, 福田 智一
  • Organizer: 第20回野生動物医学会
  • Place of Presentation: つくば国際会議場
  • Year and Date: 2014-09-16 – 2014-09-18