発生転換点におけるエピゲノム形成とヒト-マウス始原生殖細胞の比較エピゲノム解析

• Project Area: Analyses and regulation of germline epigenome
• Project/Area Number: 26112515
• 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: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 阿部 訓也 国立研究開発法人理化学研究所, バイオリソースセンター, チームリーダー (40240915)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000); Fiscal Year 2015: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2014: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
• Keywords: 始原生殖細胞 / 着床 / エピブラスト幹細胞 / 遺伝子発現 / GS細胞 / エピゲノム / 細胞分化 / Ｘ染色体不活性化 / EpiSC

Outline of Annual Research Achievements

H27年度までに、着床前後のマウス胚体をエピブラスト、胚体外外胚葉、臓側内胚葉の組織に分け、それぞれの胚組織における遺伝子発現プロファイルを取得、解析し、着床前後で大規模な遺伝子発現の遷移が生じることを明らかにした。また、エピブラスト幹細胞（EpiSC細胞）は着床後のエピブラストのモデル細胞として有用であるが、Wnt阻害剤を用いることにより、従来の方法に比し樹立効率を飛躍的に向上させた画期的なEpiSC細胞樹立法の開発に成功した。この培養技術を応用し、naive型幹細胞であるES細胞からprimed型幹細胞であるEpiSC様細胞へと効率よく分化させる系を確立した。今後、このin vitroモデル系を用いて、着床前後に生じるエピゲノム変動の実態とその意義の解明を目指す。
GS (Germline Stem)細胞は、試験管内で無限に増殖可能であり、精細管に移植することにより、精子を形成する能力を持つユニークな幹細胞である。このGS細胞の継代を続けると、しばしば造精能を喪失した株が出現するが、恐らくエピゲノム変化により精子形成能が低下したものと推察される。この造精能を欠損したGS細胞と正常GS細胞の発現プロファイル比較により、発現差のある約200の遺伝子を抽出し、その中から生殖細胞分化に重要と思われるエピゲノム制御因子を含む複数の遺伝子を見出した。今後は、これらの遺伝子機能の解析を通じて精子形成に必要な遺伝子、そのエピゲノム制御の解析を行っていく。

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] Cellular Dynamics of Mouse Trophoblast Stem Cells: Identification of a Persistent Stem Cell Type. (2016)
  • Author(s): Motomura K, Oikawa M, Hirose M, Honda A, Togayachi S, Miyoshi H, Ohinata Y, Sugimoto M, Abe K, Inoue K, Ogura A.
  • Journal Title: Biology of Reproduction Volume: 未定
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Pluripotent stem cells derived from mouse primordial germ cells by small molecule compounds. (2015)
  • Author(s): Kimura T et al.
  • Journal Title: Stem Cells Volume: 33 Issue: 1 Pages: 45-55
  • DOI: 10.1002/stem.1838
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Generation of cloned mice from adult neurons by direct nuclear transfer. (2015)
  • Author(s): Mizutani E, Oikawa M, Kassai H, Inoue K, Shiura H, Hirasawa R, Kamimura S, Matoba S, Ogonuki N, Nagatomo H, Abe K, Wakayama T, Aiba A, Ogura A
  • Journal Title: Biology of Reproduction Volume: 92 Issue: 3 Pages: 1-11
  • DOI: 10.1095/biolreprod.114.123455
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A Simple and Robust Method for Establishing Homogeneous Mouse Epiblast Stem Cell Lines by Wnt Inhibition (2015)
  • Author(s): Sugimoto M, Kondo M, Koga Y, Shiura H, Ikeda R, Hirose M, Ogura A, Murakami A, Yoshiki A, Chuva de Sousa Lopes SM, Abe K
  • Journal Title: Stem Cell Reports Volume: 4 Issue: 4 Pages: 744-757
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2015.02.014
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Trichostatin A specifically improves the aberrant expression of transcription factor genes in embryos produced by somatic cell nuclear transfer. (2015)
  • Author(s): Inoue K, Oikawa M, Kamimura S, Ogonuki N, Nakamura T, Nakano T, Abe K, Ogura A.
  • Journal Title: Sci Rep Volume: 5 Issue: 1 Pages: 10127-10127
  • DOI: 10.1038/srep10127
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Development of a general-purpose method for cell purification using Cre/loxP-mediated recombination. (2015)
  • Author(s): Kuroki S, Akiyoshi M, Ideguchi K, Kitano S, Miyachi H, Hirose M, Mise N, Abe K, Ogura A, Tachibana M.
  • Journal Title: Genesis. Volume: 53(6) Issue: 6 Pages: 387-93
  • DOI: 10.1002/dvg.22863
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Trichostatin A specifically improves the aberrant expression of transcription factor genes in embryos produced by somatic cell nuclear transfer. (2015)
  • Author(s): Inoue K, Oikawa M, Kamimura S, Ogonuki N, Nakamura T, Nakano T, Abe K, Ogura A.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: in press
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Understanding the X chromosome inactivation cycle in mice: A comprehensive view provided by nuclear transfer. (2014)
  • Author(s): Oikawa M, Inoue K, Shiura H, Matoba S, Kamimura S, Hirose M, Mekada K, Yoshiki A, Tanaka A, Abe K, Ishino F, Ogura A.
  • Journal Title: Epigenetics Volume: 9 Issue: 2 Pages: 204-211
  • DOI: 10.4161/epi.26939
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Genome-wide analysis of the chromatin composition of histone H2A and H3 variants in mouse embryonic stem cells. (2014)
  • Author(s): Yukawa, M. et al.
  • Journal Title: PLOS One Volume: 9 Issue: 3 Pages: e92689-e92689
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0092689
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Prdm9 Polymorphism Unveils Mouse Evolutionary Tracks (2014)
  • Author(s): Kono H, Tamura M, Osada N, Suzuki H, Abe K, Moriwaki K, Ohta K, Shiroishi T
  • Journal Title: DNA Research Volume: - Issue: 3 Pages: 315-326
  • DOI: 10.1093/dnares/dst059
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Whole-mount MeFISH : A novel technique for simultaneous visualization of specific DNA methylation and protein/RNA expression (2014)
  • Author(s): Shiura, H. ; Okamoto, A. ; Sasaki, H. ; Abe, K.
  • Journal Title: PLoS ONE Volume: 9-4 Issue: 4 Pages: e95750-e95750
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0095750
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Xist / Tsix expression dynamics during mouse peri-implantation development revealed by whole-mount 3D RNA-FISH (2015)
  • Author(s): Hirosuke Shiura, Kuniya Abe
  • Organizer: 29th International Mammalian Genome Conference
  • Place of Presentation: 横浜市開港記念会館（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2015-11-08
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] WNT inhibition facilitates the establishment of stable and homogeneous EpiSCs (2015)
  • Author(s): Michihiko Sugimoto, Kuniya Abe
  • Organizer: 29th International Mammalian Genome Conference
  • Place of Presentation: 横浜市開港記念会館（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2015-11-08
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ナイーブ型とプライム型を分けるエピジェネティックバリアーにおけるDNAメチル化の役割 (2015)
  • Author(s): 浦大樹、阿部訓也、丹羽仁史
  • Organizer: 日本遺伝学会第87回大会
  • Place of Presentation: 東北大学川内北キャンパス（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2015-09-25
• [Presentation] Germline Stem (GS)細胞の精子形成能獲得に必要な遺伝子の探索 (2015)
  • Author(s): 鈴木伸之介、池田理恵子、浦大樹、佐藤卓也、小川毅彦、阿部訓也
  • Organizer: 第108回日本繁殖生物学会大会
  • Place of Presentation: 宮崎大学木花キャンパス（宮崎県宮崎市）
  • Year and Date: 2015-09-18
• [Presentation] A Simple and Robust Method for Establishing Homogeneous Mouse Epiblast Stem Cell Lines by WNT Inhibition (2015)
  • Author(s): Kuniya Abe, Michihiko Sugimoto, Masayo Kondo, Yumiko Koga, Hirosuke Shiura, Susana M. Chuva de Sousa Lopes
  • Organizer: International Society for Stem Cell Research 2015 Annual Meeting
  • Place of Presentation: Stockholm, Sweden
  • Year and Date: 2015-06-25
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] tw5 and mouse early embryogenesis: developmental genetics of t-complex (2015)
  • Author(s): Kuniya Abe, Karen Artzt, Michihiko Sugimoto
  • Organizer: 日本発生生物学会第48回年会 シンポジウム
  • Place of Presentation: つくば国際会議場（茨城県つくば市）
  • Year and Date: 2015-06-05
  • Invited
• [Presentation] ホールマウントRNA-FISHによるマウス着床期におけるXist/Tsix発現動態解析 (2015)
  • Author(s): 志浦寛相、阿部訓也
  • Organizer: 第9回日本エピジェネティクス研究会年会
  • Place of Presentation: 学術総合センター一橋講堂（東京都千代田区）
  • Year and Date: 2015-05-25
• [Presentation] 分化能の異なる２つの多能性状態における転写因子とDNAメチル化の関係について (2015)
  • Author(s): 浦大樹、阿部訓也
  • Organizer: 第9回日本エピジェネティクス研究会年会
  • Place of Presentation: 学術総合センター一橋講堂（東京都千代田区）
  • Year and Date: 2015-05-25
• [Presentation] Xist/Tsix発現から見るマウス着床期におけるX不活性化ダイナミクス (2014)
  • Author(s): 志浦寛相、阿部訓也
  • Organizer: 第35回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2014-11-25
• [Presentation] Vps52および関連遺伝子のマウス胚発生における役割 (2014)
  • Author(s): 杉本道彦、田村勝、阿部訓也
  • Organizer: 日本遺伝学会第85回大会
  • Place of Presentation: 長浜バイオ大学（滋賀県長浜市）
  • Year and Date: 2014-09-19
• [Presentation] Xist/Tsix発現から見るマウス着床期におけるX不活性化ダイナミクス (2014)
  • Author(s): 志浦寛相、阿部訓也
  • Organizer: 日本遺伝学会第85回大会
  • Place of Presentation: 長浜バイオ大学（滋賀県長浜市）
  • Year and Date: 2014-09-17
• [Presentation] 哺乳類発生過程におけるエピゲノム動態解析 (2014)
  • Author(s): 阿部訓也
  • Organizer: 第28回環境ホルモン学会
  • Place of Presentation: 東京大学（東京都文京区）
  • Year and Date: 2014-06-19
  • Invited
• [Presentation] Whole-mount MeFISH：特定DNA配列メチル化と遺伝子／タンパク発現の同時イメージング (2014)
  • Author(s): 志浦 寛相、 岡本 晃充、佐々木 裕之、阿部 訓也
  • Organizer: 第8回 日本エピジェネティクス研究会年会
  • Place of Presentation: 伊藤国際学術研究センター（東京都文京区）
  • Year and Date: 2014-05-26
• [Book] 実験医学別冊 次世代シークエンス解析スタンダード (2014)
  • Author(s): 池田理恵子、阿部訓也
  • Total Pages: 401
  • Publisher: 羊土社
• [Book] 実験医学別冊 次世代シークエンス解析スタンダード (2014)
  • Author(s): 鈴木雅子、阿部訓也
  • Total Pages: 401
  • Publisher: 羊土社
• [Book] Advances in Intravital Microscopy: From Basic to Clinical Research (2014)
  • Author(s): Cao, L. and Abe, K.
  • Total Pages: 418
  • Publisher: Springer
• [Remarks] ヒト型多能性幹細胞の高効率樹立・安定維持技術を開発
  • URL: http://www.riken.jp/pr/press/2015/20150327_1/digest/