胎児胚体外組織-卵黄嚢からの新規組織幹細胞の樹立と応用

• Project/Area Number: 20659042
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: General medical chemistry
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 多田 高 Kyoto University, 再生医科学研究所, 准教授 (30188247)
• Project Period (FY): 2008 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2009: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000); Fiscal Year 2008: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
• Keywords: 組織幹細胞 / 卵黄嚢 / 多分化能 / 自家移植 / 神経分化

Research Abstract

本研究課題は、1)マウス卵黄嚢(YS)幹細胞が各個体から100%精製可能な培養条件の検討、2)マウスYS幹細胞の特性解析-特に分化能と分化誘導条件、3)マウスYS幹細胞の特性解析-遺伝子発現プロブァイルとエピジェネティクス、4)ヒトYS幹細胞が各個人から100%精製可能な培養条件の検討、5)ヒトYS幹細胞の特性解析-特に分化能と分化誘導条件、6)ヒトYS幹細胞の特性解析-特に遺伝子発現プロファイルとエピジェネティクス、の解明を目的とした研究である。その結果、1)出生時に不用となる胚体外組織のYSおよび尿膜(AM)細胞からの組織幹細胞の樹立に成功した、2)YS幹細胞の妊娠中期の胚体外組織への移植によりキメラAM形成に成功した、3)YSおよびAM細胞では、細胞増殖因子であるKlf4やc-Myc遺伝子が常時発現していた。以上の結果から、YSおよびAM細胞は再プログラム化に感受性が高く人工多能性幹(iPS)細胞を効率よく樹立できるのではないかと仮定し、YSおよびAM細胞からのiPs細胞の樹立と効率の解析を行った。その結果、1)マウスYsおよびAM細胞からiPS細胞樹立に成功した、2)樹立頻度は高く、成体体細胞からの10倍以上であった、3)マウスiPS細胞は生殖系列キメラ形成能があり幹細胞品質が確認された、4)ヒトAM細胞からも高い頻度でips細胞が樹立された、5)ヒトiPS細胞の多分化能が奇形腫(テラトーマ)形成能から示された。ヒトおよびマウスAM細胞のiPS細胞化高感受性は、Klf4やc-Mycに加えて、内在的なRonin等の未分化関連遺伝子の発現に起因すると考えられt。出生児に廃棄される胚体外組織であるが、個人の組織幹細胞やiPS細胞の細胞源として貴重な医療資材である事を示した。この成果は、Genes to Cells (2009)に発表した。

Research Products

• [Journal Article] Conditional knockdown of Nanog induces apoptotic cell death in mouse migrating primordial germ cells (2009)
  • Author(s): Yamaguchi, S., Kurimoto, K., Yabuta, Y., Sasaki, H., Nakatsuji, N., Saitou, M., Tada, T.
  • Journal Title: Development 136 Pages: 4011-4020
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Efficient reprogramming of human and mouse primary extra-embryonic cells to pluripotent stem cells (2009)
  • Author(s): Nagata, S., Toyoda, M., Yamaguchi, S., Hirano, K., Makino, H., Nishino, K., Miyagawa, Y., Okita, H., Kiyokawa, N., Nakagawa, M., et al.
  • Journal Title: Genes Cells 14 Pages: 1395-1404
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Target chromosomes of inducible deletion by a Cre/inverted loxP system in mouse embryonic stem cells (2009)
  • Author(s): Tada, M., Matsumura, H., Kurose, Y., Nakatsuji, N., Tada, T
  • Journal Title: Chromosome Research 17 Pages: 443-450
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] (2009)
  • Author(s): 多田高
  • Journal Title: 最新医学社 増刊号 64巻802号 : リプログラミングの未来と過去、「幹細胞研究の最近の進歩」(須田年生 監修)(最新医学社) Pages: 568-580
• [Journal Article] (2009)
  • Author(s): 多田高
  • Journal Title: メディカルバイオ 6巻5号 : 細胞融合と「核のリプログラミング」、「細胞核の初期化メカニズム 多能性・全能性獲得のナゾに迫る」(オーム社) Pages: 28-33
• [Journal Article] (2009)
  • Author(s): 多田高
  • Journal Title: 実験医学 増刊号 27巻17号 : 幹細胞と細胞核構造、「細胞核-遺伝情報制御と疾患」(平岡泰・原田昌彦・木村宏・田代聡 編集)(羊土社) Pages: 2847-2852
• [Journal Article] Genetic modification-free reprogramming to induced pluiripotent cells : fantasy or reality? (2008)
  • Author(s): Tada, T.
  • Journal Title: Cell Stem Cell 3 Pages: 121-122
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rapid induction of large chromosomal deletions by a Cre/inverted loxP system in mouse ES Cell hybrids (2008)
  • Author(s): Otsuji, T., Matsumura, H., Suzuki, T. Nakatusji, N., Tada. T., Tada, M.
  • Journal Title: Journal of Molecular Biology 378 Pages: 328-336
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cell fusion-mediated nuclear reprogramming of somatic cells. (2008)
  • Author(s): Matsumura, H., Tada, T.
  • Journal Title: Reprod. Biomed Online 16 Pages: 51-56
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Efficient reprogramming of primary extra-embryonic cells to pluripotent stem cells (2009)
  • Author(s): 長田翔伍, 山口新平, 平野邦生, 多田高
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] iPS細胞・再生医療研究に関する意識調査 (2009)
  • Author(s): 標葉隆馬, 川上雅弘, 川上浩司, 永田素彦, 多田高, 加藤和人
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] マウス生殖細胞における Nanog 遺伝子のリプログラミング機能 (2009)
  • Author(s): 山口新平, 栗本一基, 藪田幸宏, 佐々木裕之, 中辻憲夫, 斉藤通紀, 多田高
  • Organizer: 公開シンポジウム ; 第2回生殖系列の世代サイクルとエピゲノムネットワーク
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] ヒトおよびマウス胚体外組織細胞からのiPS細胞誘導 (2009)
  • Author(s): 長田翔伍
  • Organizer: 生殖サイクル若手研究会
  • Place of Presentation: 御殿場
• [Presentation] ES細胞およびiPS細胞を利用した薬理・トキコロジー研究とその将来 (2009)
  • Author(s): 多田高
  • Organizer: 第36回日本トキコロジー学会学術年会、特別講演
  • Place of Presentation: 盛岡
• [Presentation] Nuclear Reprogramming ; Pluripotent stem cells by cell fusion and iPS induction (2008)
  • Author(s): Tada, T.
  • Organizer: 2008 Seoul International Sympsitim on Stem Cell Research
  • Place of Presentation: 韓国、ソウル
  • Year and Date: 2008-12-03
• [Book] 幹細胞の分化誘導と応用-ES細胞・iPS細胞・体性幹細胞研究最前線- (2009)
  • Author(s): 多田高
  • Total Pages: 611
  • Publisher: エヌ・ティー・エス
• [Remarks]
  • URL: http://www.frontier.kyoto-u.ac.jp/es03/index.html