2018 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of genome maintenance mechanism in pluripotent stem cells: toward highly sensitive mutation detection methods
| Project/Area Number |
15K14430
|
|---|
| Research Institution | The University of Kitakyushu |
|---|
Principal Investigator |
日高 京子 北九州市立大学, 基盤教育センター, 教授 (00216681)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 多能性幹細胞 / ミスマッチ修復 / MSH2 / iPS細胞 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
iPS細胞を代表とする多能性幹細胞は、再生医療への応用といった点で大きな注目を集め、国民からの期待も高い。多能性幹細胞は高度なゲノム維持機構をもち、自然突然頻度は体細胞よりも低く抑えられている。その維持機構のひとつとして、誤った塩基対合（ミスマッチ）を解消するためのミスマッチ修復機構があるが、興味深いことにミスマッチ修復因子はDNA損傷を修復できない細胞に対してのアポトーシス誘導にも関わることが知られている。多能性幹細胞の医療への応用にあたっては、わずかでもゲノムに突然変異が入った細胞が生じると、細胞のがん化につながってしまうため、変異を検出するための高感度な系の開発が必要である。我々は、ミスマッチ修復因子のひとつであるMSH2遺伝子を、CRISPR/Cas9によるゲノム編集でノックアウトしたヒトiPS細胞株を作製し、これを変異検出のための高感度なミューテーター株（＝突然変異頻度を上昇させる株）として利用できないかと考えた。ゲノム編集によって生じたMSH2欠損ヒトiPS細胞株は野生型細胞と同様な速度で増殖し、ミスマッチ修復欠損細胞に特有な薬剤耐性を示した。また、長期（2ヶ月）にわたる継代後も、ほとんど（97%以上）の細胞が幹細胞マーカーを発現していた。HPRT遺伝子座（プリン代謝に関わる酵素の遺伝子のひとつ）を利用して、自然突然変異頻度を調べたところ、野生型では検出限界以下という培養条件であっても、MSH2欠損株では変異体の出現を確認することができた。以上のように、作製したミューテーター株は、さまざまな培養環境において、突然変異を簡便に検出するための有用なツールとなると予想される。
|
