Genetic analysis of primordial germ cell using pig epiblast stem cells and cloned embryos

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H03167
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 42030:Animal life science-related
• Research Institution: The University of Tokyo (2021-2023); National Institute for Physiological Sciences (2020)
• Principal Investigator: Kobayashi Toshihiro 東京大学, 医科学研究所, 特任准教授 (20587414)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 長嶋 比呂志 明治大学, 農学部, 専任教授 (50318664)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ブタ / 始原生殖細胞 / エピブラスト幹細胞

Outline of Final Research Achievements

We developed a system to analyze the mechanism of primordial germ cell (PGC) specification in pigs, a surrogate model for early human development. First, we successfully derived pig epiblast stem cells (EpiSCs). By using pig EpiSCs with an introduced germline-specific fluorescent NANOS3-tdTomato reporter, we optimized a culture condition that can induce PGCs in vitro. Additionally, the reporter EpiSCs can be used as donor cells for nuclear transfer, allowing us to generate NANOS3-tdTomato reporter pigs. This system will be a useful platform for analyzing early pig development both in vitro and in vivo.

Free Research Field

発生工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ヒト PGC の分化メカニズムの理解は、不妊症の原因解明などに繋がると期待されるが、特に妊娠初期の着床後ヒト胚を直接的に解析することは、倫理的にも解析が困難である。そのためヒト胚を代替するモデルとしてブタの利用が考えられてきた。しかしブタでは遺伝子操作に胎児線維芽細胞を用いた体細胞核移植が必要なため、その遺伝子機能解析は容易でなかった。一方で我々が今回エピブラスト幹細胞の樹立に成功したことで、その in vitro での分化誘導による機能解析が可能となった。加えて同一の細胞を用いてクローン個体の作出も可能であることを示せたことから、モデルとしてのブタの利用が加速できる期待される。