2019 Fiscal Year Annual Research Report
ナイーブ型多能性幹細胞と試験管内初期胚培養法の確立
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16H02465
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
高島 康弘 京都大学, iPS細胞研究所, 特定拠点講師 (70469930)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 多能性幹細胞 / 原始内胚葉 / 栄養外胚葉 / 栄養膜幹細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者が2014年に樹立したヒトナイーブ 型iPS細胞は、着床前胚盤胞のエピブラストに一致し、今までできなかった着床前のより早期の初期発生研究を可能とした。この細胞を用いて、今まではアプローチできなかったヒト初期発生のメカニズムに迫る。胚盤胞から着床後エピブラスト、原始内胚葉、臓側内胚葉、栄養外胚葉へ分化していく発生過程に関し、ナイーブ型多能性幹細胞を利用し試験管内で原始内胚葉、臓側内胚葉、栄養外胚葉を各々誘導し、構築した。また栄養膜幹細胞の樹立を行った。以下を達成した。
１ヒトナイーブ型多能性幹細胞を用いた解析：ヒトナイーブ型多能性幹細胞を用いて、原始内胚葉細胞へ分化させることに成功した。RNAシーケンスの結果、ヒト胚と非常に近いことも分かった。遺伝子発現のみではなく、原始内胚葉の機能を解析した。また原始内胚葉以外の胚体外細胞として栄養膜細胞がある。
1) 原始内胚葉が臓側内胚葉を経て卵黄嚢に分化する過程の解析。 2) 中胚葉細胞と臓側内胚葉と共培養し、卵黄嚢における一次造血を再構築。 3) ナイーブ型多能性幹細胞から栄養外胚葉へ分化させ、細胞性栄養膜細胞・栄養膜幹細胞への分化システムを試験管内で構築。 4) 多能性幹細胞由来栄養膜幹細胞を樹立。
２マーモセット胚から多能性幹細胞の誘導：現在までにマーモセット胚からフィーダーフリープライム型多能性幹細胞の誘導に成功した。内部細胞塊をヒトと同様の条件で培養することで、原始内胚葉に誘導できることが分かった。
１）樹立したマーモセットES細胞の維持シグナルとメカニズムの解析を継続した。 ２）樹立したマーモセットES細胞からナイーブ型ES細胞を誘導する。ヒトで樹立に成功したナイーブ型ES細胞はマーモセットでは誘導できず、新規に樹立したプライム型マーモセットES細胞からナイーブ型の誘導を試みた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究実績の概要に記したとおりであるが、ヒトナイーブ 型iPS細胞を利用し、今までできなかった着床前のより早期の初期発生研究解析している。ナイーブ型多能性幹細胞を利用し、試験管内で原始内胚葉、臓側内胚葉、栄養外胚葉を各々誘導し、構築することに成功した。また栄養膜幹細胞の樹立にも成功した。
１ヒトナイーブ型多能性幹細胞を用いた解析：ヒトナイーブ型多能性幹細胞を用いて、原始内胚葉細胞へ分化させることに成功した。RNAシーケンスの結果、ヒト胚と非常に近いことも分かった。遺伝子発現のみではなく、原始内胚葉の機能を解析した。また原始内胚葉以外の胚体外細胞として栄養外胚葉がある。栄養外胚葉から始まる栄養膜細胞の誘導を行った。網羅的解析を行い、ヒト胚との比較を行い、かなり近い遺伝子発現を持つことも分かった。
1) 原始内胚葉が臓側内胚葉を経て卵黄嚢に分化する過程を解析した。 2) 中胚葉細胞と臓側内胚葉と共培養し、卵黄嚢における一次造血を再構築できた。 3) ナイーブ型多能性幹細胞から栄養外胚葉へ分化させ、細胞性栄養膜細胞・栄養膜幹細胞への分化システムを試験管内で構築することに成功した。 4) 多能性幹細胞由来栄養膜幹細胞を樹立できた。
２マーモセット胚から多能性幹細胞の誘導：現在までにマーモセット胚からフィーダーフリープライム型多能性幹細胞の誘導に成功した。内部細胞塊をヒトと同様の条件で培養することで、原始内胚葉に誘導できることが分かった。
１）樹立したマーモセットES細胞の維持シグナルとメカニズムの解析を継続した。 ２）樹立したマーモセットES細胞からナイーブ型ES細胞を誘導する。ヒトで樹立に成功したナイーブ型ES細胞はマーモセットでは誘導できず、新規に樹立したプライム型マーモセットES細胞からナイーブ型の誘導を試みた。
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| Strategy for Future Research Activity |
１ヒトナイーブ型多能性幹細胞を用いた解析：ヒトナイーブ型多能性幹細胞を用いて、原始内胚葉細胞へ分化させることに成功した。RNAシーケンスの結果、ヒト胚と非常に近いことを示している。現在、論文投稿中であり、論文として公表する。
1) 誘導した原始内胚葉細胞と多能性幹細胞との共培養を行い、着床期初期発生を試験管内で構築する。 2) 栄養外胚葉細胞から細胞性栄養膜細胞へと着床期に分化する際に重要な遺伝子の解析を実施する。 3) 細胞性栄養膜細胞から合胞体性栄養膜細胞や絨毛外性栄養膜細胞に分化させる試験管内システムを構築する。
２マーモセット胚から多能性幹細胞の誘導：現在までにマーモセット胚からフィーダーフリープライム型多能性幹細胞の誘導に成功した。ナイーブ型多能性幹細胞を誘導することと誘導したナイーブ型多能性幹細胞を利用し、遺伝子発現の解析と機能実験を行う。
１）樹立したマーモセットES細胞の網羅的遺伝子発現を解析する。 ２）ナイーブ化が起こる過程、ナイーブ化の目印となるマーカーに関し、マウス、マーモセット、ヒトを比較し、種間の違いを含めた解析を実施する。
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| Remarks |
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Research Products
(8 results)
