ES細胞由来始原生殖細胞の増殖・分化機構の解明

• Project/Area Number: 15H05636
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Integrative animal science
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 大田 浩 京都大学, 医学研究科, 助教 (50391892)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥22,750,000 (Direct Cost: ¥17,500,000、Indirect Cost: ¥5,250,000); Fiscal Year 2018: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000); Fiscal Year 2017: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2016: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2015: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
• Keywords: 始原生殖細胞 / ES細胞 / 配偶子形成 / 細胞増殖 / 細胞分化 / 増殖 / 分化 / 培養 / 試験管内

Outline of Annual Research Achievements

始原生殖細胞（primordial germ cell; PGC）は精子および卵子の起源となる細胞であるが、試験管内での継続的な培養系が確立されておらず、研究を進める上で大きな障壁となっていた。近年、研究代表者らはES細胞やiPS細胞から機能的なPGC様細胞（PGC-like cell; PGCLC）を分化誘導することに成功した。さらに、研究代表者はPGCLCを用いたhigh-throughputケミカルライブラリースクリーニングを実施し、PGCLCの増殖を一定期間支持することができる化合物を見出している。本研究の目的は、これまでの実験系をさらに発展させることにより、PGCLCを試験管内で自在に増殖・分化させる技術の開発である。
平成29年度は昨年度から引き続き、ケミカルライブラリースクリーニングで見つかった化合物を用いて培養系の最適化を行い、また、新たな培養条件で増殖したPGCLCの性状解析をおこなった。その結果、新たな条件で培養したPGCLCは性決定以前の移動期PGCに相当する性質を有することが、移植実験、遺伝子発現解析等により明らかとなった。さらに、培養中のPGCLCを用いたライブセルイメージングを行い、細胞移動に関する実験系を確立しつつある。また、研究代表者が開発した培養系を用いて、試験管内で分化誘導実験を行ったところ、BMP2とretinoic acidが雌性生殖細胞への分化に必要であることが明らかとなった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

PGCLCの増殖培養系のさらなる改善を見込んでいる。また、本研究計画で確立した培養系を用いて、試験管内で減数分裂を誘導することが可能な実験系を確立した。

Strategy for Future Research Activity

引き続きPGCLCの長期培養系の確立を試みるとともに、培養したPGCLCの性状解析を進める。また、分化系についても最適化を試みる予定である。

Research Products

• [Journal Article] Expansion of mouse primordial germ cell-like cells in culture reconstitutes an epigenetic blank slate. (2017)
  • Author(s): Ohta H, Kurimoto K, Okamoto I, Nakamura T, Yabuta Y, Miyauchi H, Yamamoto T, Okuno Y, and Hagiwara M, Shirane K, Sasaki H, Saitou M.
  • Journal Title: EMBO J. Volume: 36 Issue: 13 Pages: 1888-1907
  • DOI: 10.15252/embj.201695862
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Fertile offspring from sterile sex chromosome trisomic mice (2017)
  • Author(s): Hirota Takayuki、Ohta Hiroshi、Powell Benjamin E.、Mahadevaiah Shantha K.、Ojarikre Obah A.、Saitou Mitinori、Turner James M. A.
  • Journal Title: Science Volume: 357 Pages: 932-935
  • DOI: 10.1126/science.aam9046
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Bone morphogenetic protein and retinoic acid synergistically specify female germ-cell fate in mice. (2017)
  • Author(s): Miyauchi Hidetaka、Ohta Hiroshi、Nagaoka So、Nakaki Fumio、Sasaki Kotaro、Hayashi Katsuhiko、Yabuta Yukihiro、Nakamura Tomonori、Yamamoto Takuya、Saitou Mitinori
  • Journal Title: EMBO Journal Volume: 36 Pages: 3100-3119
  • DOI: 10.15252/embj.201796875
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Expansion of mouse primordial germ cell-like cells in culture reconstitutes an epigenetic blank slate. (2017)
  • Author(s): Hiroshi Ohta, Kazuki Kurimoto, Ikuhiro Okamoto, Tomonori Nakamura, Yukihiro Yabuta, Hidetaka Miyauchi, Takuya Yamamoto, Yukiko Okuno, Masatoshi Hagiwara, Kenjiro Shirane, Hiroyuki Sasaki, Mitinori Saitou.
  • Journal Title: The EMBO Journal Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant