多能性幹細胞の分化状態変化におけるポリコーム遺伝子の役割

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K06675
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 友常 大八郎 信州大学, 学術研究院医学系, 助教 (80283802)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 多能性幹細胞 / ポリコーム遺伝子群

Outline of Annual Research Achievements

ヒトES細胞やヒトiPS細胞といった多能性幹細胞は、様々な細胞に分化する能力を持つため、再生医療において、その細胞供給源になると期待されている。しかし、多分化能を保持するためには、未だ分化してない未分化状態であり続ける必要があり、未分化状態が破綻すれば多能性が失われる。本計画では、自然に未分化性が破綻する状況を再現した実験系で見いだされた２つのエピジェネティック遺伝子（ポリコーム遺伝子群に属するMBTファミリー遺伝子）の機能について、特に、未分化性の破綻と正常な分化との違いに焦点をあてて解析している。
本年度は、昨年度から引き続き、未分化状帯の破綻に際して発現が増加するMBTファミリー遺伝子（L3MBTL1とFMBT2）の機能について、ヒトiPS細胞を用いて解析を行った。これらの遺伝子をiPS細胞に導入して強制発現させると、未分化が強く維持され、逆に、CRISPR-Cas9 システムを用いてノックアウトすると、未分化の破綻が起きやすいことがさまざまなマーカーを用いたRT-PCRで確認することができた。さらに、改変細胞の免疫染色でもその傾向が確かめられたが、それはiPSコロニー内の部域によって差があることが分かった。同一コロニーでも、部域によって未分化状態に違いが生じることは以前の研究で示唆されていたが、L3MBTL1とFMBT2は、未分化状態が破綻した細胞で発現してくるため、コロニー内での発現も未分化が破綻した部位に特異的であると予想される。そのため、改変細胞において、コロニー内での差異が生じたのだと考えられる。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

未分化iPS細胞が行う通常の分化と未分化状態の破綻を区別する研究が進み、遺伝子導入やCRISPR-Cas9 システムを用いた解析を進めることができたが、コロナの影響もあり、ChIP-seqによる解析までは進んでいない。

Strategy for Future Research Activity

2023年度は、主にMBTファミリーの標的遺伝子について研究する。ChIP-seqを予定しているが、他の研究により、ある程度標的が予想されているため、個別の標的遺伝子の解析を優先する。ささに、この研究に強制発現やノックアウトの実験系も活用して、多角的に解析する。

Causes of Carryover

コロナの影響もあり、MBTファミリーの標的遺伝子に関する解析が進まなかったためであり、次年度はChIP-seqも視野にいれて、標的遺伝子の解析を進める。