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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Reconstitution of common marmoset oogenesis from pluripotent stem cells

Research Project

Project/Area Number 17H01395
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

林 克彦  九州大学, 医学研究院, 教授 (20287486)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Keywords始原生殖細胞 / マーモセットES細胞
Outline of Annual Research Achievements

始原生殖細胞特異的なレポーター遺伝子をもつES細胞の確立および始原生殖細胞の誘導を行った。レポーター遺伝子としてBlimp1およびNanos3遺伝子座の下流にtdTomatoおよびGFPをノックインした(それぞれBlimp1-tdTomato(BT)およびNanos3-EGFP(NG)とする)。これらを用いて始原生殖細胞の分化誘導を試みた。分化誘導には成長因子のほか、転写因子の強制発現による始原生殖細胞の分化誘導も試みた。強制発現系による分化誘導を行うために、ヒトのSox17、Blimp1、TFAP2Cを発現するベクターをコモンマーモセットES細胞に導入した。これらの遺伝子はそれぞれ独立した薬剤により任意のタイミングで発現を誘導できる。これらの転写因子の強制発現により、およそ20%程度の細胞にBTおよびNGの発現が認められた。次に、これらを陽性対照として、成長因子による誘導を試みた。その結果、ヒトやマウスのES細胞を用いた誘導方法では、コモンマーモセットES細胞からは始原生殖細胞が誘導できないことが明らかとなった。これは現行の培養条件下におけるコモンマーモセットES細胞が始原生殖細胞分化のために十分な未分化性を維持していない可能性を示唆していた。そこでES細胞をよりナイーブな状態に置くことを目的に培養条件の検討を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

担当する予定であった研究協力者が進路変更することになり、同様の知識と技術を要する人員の確保に時間を要した。新たな人員の確保をしたのちは、レポーター遺伝子をもつES細胞の樹立や始原生殖細胞の誘導実験に関してはおおむね予定通りに進行している。しかしながら、コモンマーモセットES細胞の性質はヒトやマウスとも異なり、独自の条件検討の必要性が生じた。このため、ES細胞の培養条件から検討を行う必要性が生じた。

Strategy for Future Research Activity

新たに研究に参画する大学院生を確保し、本研究の推進にあたる。コモンマーモセットのES細胞の培養条件の検討に必要な様々なシグナル阻害剤はすでに購入しており、関連研究などを参考に培養実験を遂行する。またこれらの培養の結果得られるES細胞について遺伝子発現を解析し、これまでに報告されているコモンマーモセットの初期胚の遺伝子発現と比較する。

  • Research Products

    (18 results)

All 2018 2017

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Invited: 14 results)

  • [Journal Article] Stem cells, in vitro gametogenesis and male fertility2017

    • Author(s)
      Nagamatsu G, Hayashi K.
    • Journal Title

      Reproduction

      Volume: 154 Pages: F79-F91

    • DOI

      10.1530/REP-17-0510

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Bone morphogenetic protein and retinoic acid synergistically specify female germ-cell fate in mice2017

    • Author(s)
      Miyauchi H, Ohta H, Nagaoka S, Nakaki F, Sasaki K, Hayashi K, Yabuta Y, Nakamura T, Yamamoto T, Saitou M.
    • Journal Title

      EMBO J

      Volume: 36 Pages: 3100-3119

    • DOI

      10.15252/embj.201796875

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reconstitution of mouse oogenesis in a dish from pluripotent stem cells.2017

    • Author(s)
      Hayashi K, Hikabe O, Obata Y, Hirao Y.
    • Journal Title

      Nat Protoc.

      Volume: 12 Pages: :1733-1744

    • DOI

      10.1038/nprot.2017.070

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Detection of Bidirectional Promoter-Derived lncRNAs from Small-Scale Samples Using Pre-Amplification-Free Directional RNA-seq Method.2017

    • Author(s)
      Hamazaki N, Nakashima K, Hayashi K, Imamura T.
    • Journal Title

      Methods Mol Biol

      Volume: 1605 Pages: 83-103

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-6988-3_6

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 卵母細胞分化培養系から得られる新知見2018

    • Author(s)
      林克彦
    • Organizer
      第13回生殖発生医学
    • Invited
  • [Presentation] In vitro reconstitution of oogenesis in the mouse; how to establish the culture system, mostly empirical2018

    • Author(s)
      Katsuhiko Hayashi
    • Organizer
      Asia-Pacific Bioinformatics Conference
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Understanding of oogenesis by stem cell-based technologies2018

    • Author(s)
      Katsuhiko Hayashi
    • Organizer
      KEY Forum 2018
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Development of a Model Culture System to Produce Eggs in Vitro2017

    • Author(s)
      Katsuhiko Hayashi
    • Organizer
      Ovarian Club X
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 卵母細胞の再構築系で見えてくるもの2017

    • Author(s)
      林克彦
    • Organizer
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • Invited
  • [Presentation] 卵子の再生技術から見えてくるもの2017

    • Author(s)
      林克彦
    • Organizer
      第62回日本生殖医学会学術講演会
    • Invited
  • [Presentation] Possibility of gametogenesis in vitro from stem cells; what we need for application2017

    • Author(s)
      Katsuhiko Hayashi
    • Organizer
      PSRM2017
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 皮膚からの卵子作製 ~マウス知見をもとに~2017

    • Author(s)
      林克彦
    • Organizer
      日本IVF学会
    • Invited
  • [Presentation] Understanding of PGC-oocyte differentiation using in vitro reconstitution system2017

    • Author(s)
      Katsuhiko Hayashi
    • Organizer
      World Congress of Reproductive Biology
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 卵母細胞の形成機構の解明と再生;体内と培養系の狭間にみえてくるもの2017

    • Author(s)
      林克彦
    • Organizer
      第35回日本受精着床学会
    • Invited
  • [Presentation] Reconstitution As a Tool for a Better Understanding of Germ Cell Development2017

    • Author(s)
      Katsuhiko Hayashi
    • Organizer
      Society for the Study on Reproduction
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Verification of Artificial Oocytes from Stem Cells2017

    • Author(s)
      Katsuhiko Hayashi
    • Organizer
      Gordon Research Conference
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] FUNCTIONAL EGGS CREATED IN A DISH FROM MOUSE PLURIPOTENT STEM CELLS2017

    • Author(s)
      Katsuhiko Hayashi
    • Organizer
      ISSCR
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Molecular mechanisms underlying differentiation from primordial germ cells to oocytes2017

    • Author(s)
      Katsuhiko Hayashi
    • Organizer
      Japanese Society of Developmental Biologists
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2019-12-27  

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