2015 Fiscal Year Annual Research Report
in vitroにおけるPGC産生および分化のための新規培養系開発
| Project Area | Mechanisms regulating gamete formation in animals |
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| Project/Area Number |
25114006
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
林 克彦 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (20287486)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | 始原生殖細胞 / 卵母細胞 / 多能性幹細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現在までの研究により、配偶子産生系の構築について、ES細胞から分化誘導した始原生殖細胞を胚齢12日目の雌生殖巣の体細胞と共培養させることにより、培養皿上で卵子を作製することに成功した。これらの卵子を体外受精に供して得られた受精卵は健常なマウスになることが確認された。また、これらの受精卵を培養して得られた胚盤胞からES細胞を樹立することができた。これらのことにより、雌の生殖系列サイクルをすべて体外培養で再構築することに成功した。
次に他の計画研究班（小林班）との共同研究により、ショウジョバエOvoのマウスホモログであるOvol遺伝子のPGCsにおける機能について体外培養系を用いて解析した。現在までに、OvolファミリーであるOvol1, 2, 3のうちOvol1および2がPGCsの初期分化段階で発現していること、さらにOvol2遺伝子はOvol2a, 2b, 2cのスプライシングバリアントがあるが、これらのうちOvol2aと2bがPGCsの初期過程で発現していることを明らかにした。それぞれのノックアウトES細胞やすべてのファミリーのノックアウトES細胞(TKO)を用いた解析により、Ovol2と3がPGCsの分化過程に機能的である知見を得ている。またTKOにそれぞれの遺伝子／バリアントを補完した実験により、Ovol2aとOvol2bが拮抗的に働いている可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
現在までに研究の進捗状況はおおむね順調である。特にES/iPS細胞を起点とした配偶子産生系の構築では、当初4-5年程度の研究期間を予測していたが、実験的にはおおよそ2年で当初の目標を達成することができた。今後は実験データの補足と整理を行い論文発表を行う予定である。また種間で保存された普遍的なPGCsの維持機構の解明では、Ovol遺伝子のノックアウトES細胞の作製にやや時間を要したが、おおよそ予定したとおりの時間経過で推移している。今後はOvol2遺伝子の機能性について、計画通りにRNA-seq解析等を行い、マウスにおける遺伝子ネットワークの構築とショウジョバエとの比較を行う予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
卵子産生系に関しては、ES細胞から得られる卵母細胞系列の評価を多角的に行う。具体的には体外培養で得られる卵母細胞系列の遺伝子発現を体内のものと比較することにより、その類似性を評価する。また抽出された遺伝子発現の変動からパスウェイ解析などにより、特定のシグナル経路や代謝経路の変動ついて検討する。これらの結果をもとに更なる培養条件の最適化を目指す。これまで構築した卵子産生系ではiPS細胞から機能的な卵子は得られていない。この大きな原因のひとつはiPS細胞の質と考えられることから、本卵子産生系に適したiPS細胞を独自に樹立する。これらの細胞を用いてES細胞に引き続き、iPS細胞からも卵子産生系を構築する。
Ovol遺伝子の機能解析に関しては、Ovol2ノックアウトES細胞、TKO-ES細胞にOvol2aまたはOvol2bを発現させた細胞、および野生型の細胞を用いてRNA-seq解析を行い、慶應大学佐藤昌直博士の協力のもとOvol2遺伝子を中心とした遺伝子ネットワークを明らかにする。得られた遺伝子ネットワークをショウジョバエのOvoを中心とした遺伝子ネットワークと比較し、共通する遺伝子ネットワークの有無について検討する。
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Research Products
(13 results)
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[Journal Article] Quantitative Dynamics of Chromatin Remodeling during Germ Cell Specification from Mouse Embryonic Stem Cells.2015
Author(s)
Kurimoto K, Yabuta Y, Hayashi K, Ohta H, Kiyonari H, Mitani T, Moritoki Y, Kohri K, Kimura H, Yamamoto T, Katou Y, Shirahige K, Saitou M.
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Journal Title
Cell Stem Cell
Volume: 16
Pages: 517-532
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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