マウス精子幹細胞ニッシェにおけるG蛋白質分子の役割の解明

• Project Area: Regulatory Mechanism of Gamete Stem Cells
• Project/Area Number: 21116505
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 篠原 美都 京都大学, 医学研究科, 助教 (10372591)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2010: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2009: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
• Keywords: 遺伝学 / 発生・分化 / 幹細胞 / 生殖

Research Abstract

精子幹細胞ニッシェは精細管の基底膜と支持細胞であるセルトリ細胞により構成されている。本研究ではニッシェ制御に関わると見られる分子の解明を目的としている。本年度の研究ではG蛋白質分子のRacがニッシェへの幹細胞のホーミングに関わる役割を調べた。Quantitative RT-PCRにより精巣から抗EPCAM抗体を用いたMagnetic sortingにより濃縮した精原細胞集団および精子幹細胞の長期培養系(Germline stem : GS細胞)についてRacの発現を調べたところ、Rac1が強い発現を示すことが分かった。
Rac1の発現はGS細胞のlamininへの接着によって亢進し、一方GS細胞の増殖促進因子であるFGF2やGDNFにより低下した。そこでRacのDominant active(DA)およびDominant negative(DN)を強制発現させたGS細胞を樹立した。DA-Rac細胞とDN-Rac細胞はいずれも精原細胞マーカーの発現に野生型と差異が見られなかったが、DN-Rac細胞にて増殖やラミニンへの接着の亢進が認められた。さらにDN-Rac細胞は精巣内移植によりコロニー形成率が亢進し、またserial transplantationにより自己複製活性も亢進していることが分かった。またホーミング現象を試験管内で再現するため、セルトリ細胞をフィーダーとした培養系の開発を行った。

Research Products

• [Journal Article] Homologous recombination in rat germline stem cells. (2011)
  • Author(s): Kanatsu-Shinohara M., Kato-Itoh M., Ikawa M., Takehashi M., Sanbo M., Morioka Y., Tanaka T., Morimoto H., Hirabayashi M., Shinohara T.
  • Journal Title: Biol.Reprod. Volume: (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Unstable side population phenotype of mouse spermatogonial stem cells in vitro. (2011)
  • Author(s): Shinohara T., Ishii K., Kanatsu-Shinohara M.
  • Journal Title: J.Reprod.Dev. Volume: (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Serum- and feeder-free culture of mouse germline stem cells. (2011)
  • Author(s): Kanatsu-Shinohara M., Inoue K., Ogonuki N., Morimoto H., Ogura A., Shinohara T.
  • Journal Title: Biol.Reprod. Volume: 84 Pages: 97-105
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Neonatal mouse testis-derived multipotent germline stem cells improve the cardiac function of acute ischemic heart mouse model (2010)
  • Author(s): Iwasa T., Baba S., Doi H., Kaichi S., Yokoo N., Miwa T., Kanatsu-Shinohara M., Shinohara T., Nakahata T., Heike T
  • Journal Title: Biochem.Biophys.Res.Commun. Volume: 400 Pages: 27-33
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Germline modification using mouse spermatogonial stem cells. (2010)
  • Author(s): Kanatsu-Shinohara M., Shinohara T..
  • Journal Title: Methods Enzymol. Volume: 477 Pages: 17-36
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transmission distortion by loss of p21 or p27 cyclin-dependent kinase inhibitors following competitive spermatogonial transplantation. (2010)
  • Author(s): Kanatsu-Shinohara M., Takashima S., Shinohara T.
  • Journal Title: Proc.Natl.Acad.Sci.USA (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Genetic influences in mouse spermatogonial stem cell self-renewal. (2010)
  • Author(s): Kanatsu-Shinohara M., Ogonuki N., Miki H., Inoue K., Morimoto H., Takashima S.Ogura A., Shinohara T.
  • Journal Title: J.Reprod.Dev. 56(1) Pages: 145-153
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Phenotypic plasticity of mouse spermatogonial stem cells. (2009)
  • Author(s): Morimoto H., Kanatsu-Shionohara M., Takashima S., Chuma S., Nakatsuji N., Shinohara T.
  • Journal Title: PLoS One. 4(11)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Bone marrow engraftment but limited expansion of hematopoietic cells from multipotent germline stem cells derived from neonatal mouse testis. (2009)
  • Author(s): Yoshimoto M., Heike T., Chang H., Kanatsu-Shinohara M., Baba S., Varnau J.T., Shinohara T., Yoder M, C., Nakahata T.
  • Journal Title: Exp.Hematol. 37(12) Pages: 1400-1410
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Genetic reconstitution of mouse spermatogonial stem cell self-renewal in vitro by Ras/cyclin D2 activation. (2009)
  • Author(s): Lee J., Kanatsu-Shinohara M., Morimoto H., Kazuki Y., Takashima S., Oshimura M., Toyokuni S., Shinohara T.
  • Journal Title: Cell Stem Cell 5(1) Pages: 76-86
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Large-scale production of growing oocytes in vitro from neonatal mouse ovaries. (2009)
  • Author(s): Honda A., Hirose M., Inoue K., Hiura H., Miki H., Ogonuki N., Sugimoto M., Abe K., Kanatsu-Shinohara M., Kono T., Shinohara T., Ogura A.
  • Journal Title: Int.J., Dev.Biol. 53(4) Pages: 605-613
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 生殖細胞特異的な遺伝情報場の継承のメカニズムの解明 (2010)
  • Author(s): 篠原美都
  • Organizer: アステラス病態代謝研究会 第41回研究報告会
  • Place of Presentation: 東京・経団連会館
  • Year and Date: 2010-10-16
• [Presentation] Positive and negative regulators of mouse spermatogonial stem cell self-renewal (2010)
  • Author(s): Takashi Shinohara, Seiji Takashima, Mito Kanatsu-Shinohara
  • Organizer: 11^<th> International Symposium on Spematology
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター
  • Year and Date: 2010-06-26
• [Presentation] CDKインヒビターp21とp27による精子幹細胞の制御 (2010)
  • Author(s): 篠原美都
  • Organizer: 新学術領域「配偶子制御」第三回領域会議
  • Place of Presentation: 筑波大学附属下田臨海実験センター
• [Presentation] 精子幹細胞の制御におけるCDKインヒビターp21とp27の関与 (2010)
  • Author(s): 篠原美都
  • Organizer: 特定領域研究「細胞増殖制御」班会議
  • Place of Presentation: 門司港ホテル
• [Presentation] マウス精子幹細胞ニッシェ制御におけるG蛋白質分子の役割の解明 (2010)
  • Author(s): 篠原美都
  • Organizer: 新学術領域研究「配偶子制御」第4回領域会議
  • Place of Presentation: 葉山・IPC生産性国際交流センタ
• [Book] seriesモデル動物利用マニュアル「生物機能モデルと新しいリソース・リサーチツール」 (2011)
  • Author(s): 篠原隆司・篠原美都
  • Total Pages: 7
  • Publisher: 株式会社エル・アイ・シー