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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Reconstitution in culture of germ cell differentiation in mice

Planned Research

Project AreaMechanisms regulating gamete formation in animals
Project/Area Number 25114006
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

林 克彦  九州大学, 医学研究院, 教授 (20287486)

Project Period (FY) 2013-06-28 – 2018-03-31
Keywords卵母細胞 / ES/iPS細胞 / 原始卵胞
Outline of Annual Research Achievements

本研究ではこれまでに、多能性幹胞から個体発生能を持つ卵母細胞を誘導できる培養系を世界に先駆けて開発した。この培養系では多能性幹細胞から誘導した始原生殖細胞を生殖巣体細胞と凝集させた再構成卵巣を培養膜上で培養することで、二次卵胞を形成させ、それらを成長培養することにより十分に成長した卵母細胞を得ることができる。この卵母細胞を体外成熟・受精させることで、新生仔を得ることができる。
上述する培養系の開発の中で、興味深いことが明らかとなった。それはこの培養系では原始卵胞(卵巣の中で最も未成熟な状態で休止する卵母細胞をもつ卵胞)が形成されないことである。そこで、生体内と体外培養系での卵母細胞系列の分化の相違をトランスクリプトームで比較解析した。主成分分析法で比較すると、生体内のみ特異的に認められる卵母細胞の分化パターンが認めれた。この遺伝子発現パターンは個体が成長しても変化しないことから、休止状態にある原始卵胞中の卵母細胞であることを示唆している。
次に原始卵胞を形成する生体内の卵母細胞に特異的に発現する遺伝子18個を単離した。これらの中にはFoxo3やFiglaといった、これまで原始卵胞の形成・維持に寄与することが既に報告されている遺伝子が含まれていた。これらの遺伝子のうち、機能的に未知のもの選択し、体外培養系の卵母細胞に強制発現した。その結果、強制発現した卵母細胞において成長の休止を呈するものが認められた。このことから、これらの遺伝子が卵母細胞の休止を促す機能をもつと考えられた。これらの知見は、これまで不明な点の多い原始卵胞における卵母細胞の休止メカニズムについての分子基盤を提供するものである。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (19 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 14 results) Funded Workshop (1 results)

  • [Int'l Joint Research] ドイツ・ライボビッツ野生動物保護研究所/マックスデュルブリック医学研究所(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      ドイツ・ライボビッツ野生動物保護研究所/マックスデュルブリック医学研究所
  • [Journal Article] Bone morphogenetic protein and retinoic acid synergistically specify female germ‐cell fate in mice2017

    • Author(s)
      Miyauchi Hidetaka、Ohta Hiroshi、Nagaoka So、Nakaki Fumio、Sasaki Kotaro、Hayashi Katsuhiko、Yabuta Yukihiro、Nakamura Tomonori、Yamamoto Takuya、Saitou Mitinori
    • Journal Title

      The EMBO Journal

      Volume: 36 Pages: 3100~3119

    • DOI

      doi: 10.15252/embj.201796875

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Stem cells, in vitro gametogenesis and male fertility2017

    • Author(s)
      Nagamatsu Go、Hayashi Katsuhiko
    • Journal Title

      Reproduction

      Volume: 154 Pages: F79~F91

    • DOI

      doi: 10.1530/REP-17-0510

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Reconstitution of mouse oogenesis in a dish from pluripotent stem cells2017

    • Author(s)
      Hayashi Katsuhiko、Hikabe Orie、Obata Yayoi、Hirao Yuji
    • Journal Title

      Nature Protocols

      Volume: 12 Pages: 1733~1744

    • DOI

      doi: 10.1038/nprot.2017.070

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 卵母細胞分化培養系から得られる新知見2018

    • Author(s)
      林克彦
    • Organizer
      第13回生殖発生医学
    • Invited
  • [Presentation] In vitro reconstitution of oogenesis in the mouse; how to establish the culture system, mostly empirical2018

    • Author(s)
      Katsuhiko Hayashi
    • Organizer
      Asia-Pacific Bioinformatics Conference
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Understanding of oogenesis by stem cell-based technologies2018

    • Author(s)
      Katsuhiko Hayashi
    • Organizer
      KEY Forum 2018
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Development of a Model Culture System to Produce Eggs in Vitro2017

    • Author(s)
      Katsuhiko Hayashi
    • Organizer
      Ovarian Club X
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 卵母細胞の再構築系で見えてくるもの2017

    • Author(s)
      林克彦
    • Organizer
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • Invited
  • [Presentation] 卵子の再生技術から見えてくるもの2017

    • Author(s)
      林克彦
    • Organizer
      第62回日本生殖医学会学術講演会
    • Invited
  • [Presentation] Possibility of gametogenesis in vitro from stem cells; what we need for application -2017

    • Author(s)
      Katsuhiko Hayashi
    • Organizer
      PSRM2017
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 皮膚からの卵子作製 ~マウス知見をもとに~2017

    • Author(s)
      林克彦
    • Organizer
      日本IVF学会
    • Invited
  • [Presentation] Understanding of PGC-oocyte differentiation using in vitro reconstitution system2017

    • Author(s)
      Katsuhiko Hayashi
    • Organizer
      World Congress of Reproductive Biology
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 卵母細胞の形成機構の解明と再生〜体内と培養系の狭間にみえてくるもの〜2017

    • Author(s)
      林克彦
    • Organizer
      第35回日本受精着床学会
    • Invited
  • [Presentation] Reconstitution As a Tool for a Better Understanding of Germ Cell Development2017

    • Author(s)
      Katsuhiko Hayashi
    • Organizer
      Society for the Study on Reproduction
    • Invited
  • [Presentation] Verification of Artificial Oocytes from Stem Cells2017

    • Author(s)
      Katsuhiko Hayashi
    • Organizer
      Gordon Research Conference
    • Invited
  • [Presentation] FUNCTIONAL EGGS CREATED IN A DISH FROM MOUSE PLURIPOTENT STEM CELLS2017

    • Author(s)
      Katsuhiko Hayashi
    • Organizer
      ISSCR
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Molecular mechanisms underlying differentiation from primordial germ cells to oocytes2017

    • Author(s)
      Katsuhiko Hayashi
    • Organizer
      Japanese Society of Developmental Biologists
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Funded Workshop] The International Research Symposium on Regulation of Germ Cell Development in vivo and in vitro2017

URL: 

Published: 2018-12-17  

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