2017 Fiscal Year Annual Research Report
The role of PRDM14 in human ES/iPS cells for pluripotency maintenance
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15K08267
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
小島 洋児 京都大学, iPS細胞研究所, 特定拠点助教 (70720811)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 多能性 / ヒトiPS細胞 / 生殖細胞 / PRDM14 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトとマウスのES/iPS細胞では、その多能性状態の形態や、その維持に必要な分子機序が違うことが知られている。本研究で着目したPRDM14はマウスのES細胞で発現が高く、多能性維持に不可欠であることが知られているが、一方でヒトES/iPS細胞ではその発現があまり高くないが、ヒトES細胞ではPRDM14の発現が低下すると多能性が維持できないと報告されている。そこで今回の研究ではヒトiPS細胞において、PRDM14遺伝子を欠失させた上で、外来のPRDM14タンパクを薬剤の濃度依存性に発現できる系を作製し、その多能性維持の作用の解明を目指した。この系を作製して検証したところ、PRDM14の発現をなくすとコロニー形態が変化することが確認された。短期的には多能性維持の鍵となるPOU5F1、NANOGといった遺伝子発現に変動は見られなかったが、細胞表面タンパクの発現が変化しており、PRDM14の関与が示された。
一方で、マウスではPRDM14は多能性の維持と生殖細胞系列への分化に関して重要な役割を示すことが示されており、ヒトでの生殖細胞分化の機序も探索した。その結果、マウスとは大きく異なる分子機序が見出され、PRDM14ではなく、SOX17遺伝子が重要であることが分かった。他にもマウスと同様に発現しているTFAP2CやBLIMP1の両遺伝子も、発現の順番など機能的に異なることが明らかとなり、同じ哺乳類においても生殖細胞系列への運命決定機序が異なることを明らかできた。
生殖細胞系列は、胚の発生では多能性の細胞から最初に運命決定される系列であり、また将来受精卵を形成した後に、再度多能性を獲得する細胞系列であり、多能性の維持や再獲得の機序は非常に興味深い。今後もモデルとして汎用性の高いマウスと、ヒトのES/iPS細胞を用いた種間の機序の相違点を明らかにしていきたい。
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