胚盤胞補完法を用いたウサギ/カニクイザル異種間キメラ動物の作製

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K14887
• Research Institution: University of Miyazaki
• Principal Investigator: 本多 新 宮崎大学, テニュアトラック推進機構, テニュアトラック研究員 (10373367)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: ES細胞 / iPS細胞 / ナイーブ型

Outline of Annual Research Achievements

本研究はカニクイザル多能性幹細胞を真のナイーブ型幹細胞に変換し、マウスやウサギとの異種間キメラを作製するのが狙いである。現状までにカニクイザル多能性幹細胞をナイーブ様に変換し、異種間キメラ作製を行ったが、極めて困難であることが明らかになり、誌上発表した。特にナイーブ型多能性幹細胞については想定外の大きな成果にも恵まれている。
具体的には、これまで私たちが構築してきたウサギのナイーブ様変換方法を、さらに改良を加えてカニクイザル多能性幹細胞のナイーブ変換に発展させて、その特徴を詳細に解析した。ナイーブ状態というカテゴリーは様々な証拠を積み上げて確認するが、その中でも特にトランスクリプトーム解析が極めて重要であることを発表した。さらに、完全なナイーブ型への変換とは言えない状態であっても、神経系への分化誘導能力が有意に増加することや、マウスとの異種間キメラ作製が困難であることなども発見した。
ゲノム編集については、マウス個体、野生ネズミ個体、およびヒト培養細胞などでのゲノム編集関連論文に関与し、多数の共著発表に至った。今後もゲノム編集の技術普及に努めながら、私たちの研究（特にウサギ固体を用いた疾患モデル動物作製）も発展させる。
本研究の遂行上、ナイーブ型iPS細胞の樹立は極めて重要な要素であるが、その課程において絶滅危惧種から真のナイーブ型iPS細胞の作製に至り、誌上発表が決定している。
今後もナイーブ型幹細胞を活用した橋渡し研究や絶滅危惧種由来iPS細胞の研究を発展させる。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

本研究はカニクイザル多能性幹細胞を真のナイーブ型幹細胞に変換し、マウスやウサギとの異種間キメラを作製するのが狙いである。現状までにカニクイザル多能性幹細胞をナイーブ様に変換し、異種間キメラ作製を行ったが、極めて困難であることが明らかになり、誌上発表した。また、ナイーブ型多能性幹細胞の樹立や培養および異種間キメラ作製の知識と経験が功を奏し、絶滅危惧種から真のナイーブ型多能性幹細胞を樹立することに成功した。異種間キメラや生殖細胞の作製にも発展し、絶滅危惧種に特徴的な生命現象の解明にも至った。この研究もすでに論文掲載が決定している。iPS細胞から明確な異種間キメラが作出されているのはマウスとラットのみであり、本研究は計画以上に効率良く進展し、研究費を節約することができたことが理由として挙げられる。

Strategy for Future Research Activity

すでに我々は絶滅危惧種のiPS細胞を用いて異種間キメラの作出に成功した。次は生殖細胞の体外分化誘導に発展させる予定である。

Causes of Carryover

本研究が予想以上に進展し、異種間キメラの作製から生殖細胞の作製にまで発展したため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

絶滅危惧種アマミトゲネズミのiPS細胞に、生殖細胞の発生に関与する遺伝子発現マーカーをCRISPR/Cas9システムを用いてノックインし、その細胞を体外で生殖細胞に分化誘導する。

Research Products

• [Journal Article] Discrimination of Stem Cell Status after Subjecting Cynomolgus Monkey Pluripotent Stem Cells to Naive Conversion (2017)
  • Author(s): Arata Honda, Yoshihiro Kawano, Haruna Izu, Narantsog Choijookhuu, Kimiko Honsho, Tomonori Nakamura,Yukihiro Yabuta, Takuya Yamamoto, Yasuhiro Takashima, Michiko Hirose, Tadashi Sankai,Yoshitaka Hishikawa, Atsuo Ogura, and Mitinori Saitou
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 7 Pages: 45285
  • DOI: 10.1038/srep45285
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Flexible adaptation of male germ cells from female iPS cells of endangered Tokudaia osimensis (2017)
  • Author(s): Arata Honda, Narantsog Choijookhuu, Haruna Izu, Yoshihiro Kawano, Mizuho Inokuchi, Kimiko Honsho, Ah-Reum Lee, Hiroki Nabekura, Hiroshi Ohta, Tomoyuki Tsukiyama, Yasuhide Ohinata, Asato Kuroiwa, Yoshitaka Hishikawa, Mitinori Saitou, Takamichi Jogahara, Chihiro Koshimoto.
  • Journal Title: Science Advances Volume: in press Pages: in press
  • DOI: in press
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant