トランスジェニックヌードマウスを利用した精原幹細胞異種移植法の開発

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K06462
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: 垣内 一恵 北里大学, 獣医学部, 助教 (90509184)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高岸 聖彦 北里大学, 獣医学部, 講師 (20216633) ; 久保田 浩司 北里大学, 獣医学部, 教授 (80263094)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ブタ精原幹細胞 / KITL / 異種移植 / セルトリ細胞

Outline of Annual Research Achievements

家畜の精原幹細胞の同定、及び培養系の樹立が試みられているが、レシピエントとなる不妊オス個体の作製が困難なため、精原幹細胞の幹細胞活性を評価できずに研究の進展が妨げられている。本研究課題では、精原幹細胞の分化誘導因子の種特異性に着目した異種移植法の確立を目指す。
レシピエントマウス精巣に異種精原幹細胞を移植した場合、精細管内で維持はされるが精子への分化は認められないことが明らかになっている。申請者は、精原幹細胞の分化因子に種特異性が存在すると仮定し、レシピエントマウスの精巣において、ドナー動物種由来の分化因子を発現するトランスジェニックマウスを作製し、精原幹細胞の異種移植により継続的な他動物種由来の精子形成の再構築を試みた。異種移植には、既に前精原幹細胞（精原幹細胞の前駆細胞）の精製法が確立し、体外受精や受精卵の体外培養による胚発生能の有無を解析できるブタをモデルにし、ブタ由来の精原幹細胞の分化誘導因子の発現ベクターを作製し、トランスジェニックマウスを作製した。
分化因子を過剰発現するトランスジェニックマウスは、脱毛症や色素沈着などの異常が報告されており、本実験ではセルトリ細胞で限定的に機能するプロモーター下流で発現を試みた。セルトリ細胞マーカータンパク質であるRhoxb5プロモーターが性成熟期のマウス精巣と成熟マウスセルトリ細胞株において安定して機能することを見出し、Rhoxb5プロモーター下流でブタ分化因子を発現するプラスミドを作製した。これをヌードマウス由来受精卵にインジェクションし、偽妊娠マウスへ移植しトランスジェニックマウスを作製した。ジェノタイピング及び精巣組織の抗FLAG抗体による蛍光免疫染色法によりセルトリ細胞において分化因子の発現が確認できた。今後、ブタ由来前精原幹細胞をトランスジェニックマウス精巣へ異種移植し、精子形成の再構築を目指す。