マウス始原生殖細胞における機能分子の解析

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13670216
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 木村 透 大阪大学, 微生物病研究所, 助教授 (50280962)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 仲野 徹 大阪大学, 微生物病研究所, 教授 (00172370)
• Keywords: 始原生殖細胞 / EG細胞 / PTEN / 分化全能性 / 幹細胞 / 癌抑制遺伝子 / germ cell-less / 精子形態形成

Research Abstract

始原生殖細胞(PGC : primordial germ cells)は発生過程で最初に現れる生殖系列の細胞であるが、全能性幹細胞からPGCへの分化機構はほとんど解明されていない。一方、生殖系列に運命付けられているPGCは、特殊な条件下で培養すると、分化全能性をもつ幹細胞であるEG(胚性生殖)細胞に脱分化する。それが生体内でおこるとテラトーマ(奇形種)という分化全能性をもつ幹細胞とそれが分化した組織からなる癌を発症する。我々は、(1)哺乳類の生殖系列への運命付けの機構を解明するために、ショウジョウバエの生殖系列決定機構に関与する遺伝子のマウス・ホモログの解析と、(2)PGCから全能性幹細胞への脱分化機構を解明するために、様々なシグナル伝達分子のノックアウトマウスの解析を行った。
(1)ショウジョウバエのgerm cell-lessはPGC形成に重要な機能をもつ。そのマウス・ホモログであるmgcl-1欠損マウスを作製したところ、mgcl-1はPGCの発生には必須ではないが、精子形態形成過程という全く異なるプロセスに関与することを明らかにした。mGCL-1という核膜のコンポーネントが、精子形成時の核膜の形態変化やクロマチン・リモデリングに関与することを示唆する重要な知見である。
(2)癌抑制遺伝子PTENのPGC特異的欠損マウスは、新生仔で精巣性テラトーマを発症した。胎仔期の精巣を調べたところ、PTEN欠損マウスのPGCにおいては、生殖細胞特異的マーカーの発現が消失し、未分化細胞特有のマーカー発現パターンを獲得することが示された。また、培養系において、PGCからEG細胞への脱分化が亢進していることが明らかとなった。これらの結果は、PTENによるPI3キナーゼの負の制御が雄性生殖細胞の成立に必須であり、その制御機構が欠損すると生殖細胞が分化多能性をもつ幹細胞に脱分化することを示唆している。

Research Products

• [Publications] Sato M, Kimura T, et al.: "Identification of PGC7, a new gene expressed specifically in preimplantation embryos and germ cells"Mechanism of Development. 113,1. 91-94 (2002)
• [Publications] Kimura T, et al.: "Mouse germ cell-less as an essential component for nuclear integrity"Molecular and Cellular Biology. 23,4. 1304-1315 (2003)
• [Publications] Kimura T, et al.: "Conditional loss of PTEN leads to testicular teratoma and enhances embryonic germ cell production"Development. 130,8. 1691-1700 (2003)