Mechanistic analysis of somatic cell reprogramming using paused iPSCs

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H02678
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 48040:Medical biochemistry-related
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: Hisatake Koji 筑波大学, 医学医療系, 教授 (70271236)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 福田 綾 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (50436276) ; 西村 健 筑波大学, 医学医療系, 教授 (80500610)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: iPS細胞 / X染色体の再活性化 / KLF4 / Osr2 / E2F / 転写 / クロマチン

Outline of Final Research Achievements

We have reported generation of partially reprogrammed iPSCs that have paused reprogramming during intermediate stages (Paused iPSCs). In this study, we found that 1) downregulation of Osr2 plays a critical role in mesenchymal-epithelial transition at an early stage of reprogramming, 2) ILF2 and LF3 are involved in silencing of retroviral gene expression by repressing translation of viral mRNA, 3) during reprogramming of female cells, XCR initiates near the centromere by the action of KDM1A, and 4) E2F4 impacts reprogramming at a stage-specific manger; i.e. negatively at an early stage and positively at a late stage.

Free Research Field

分子生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

iPS細胞の中間体（Paused iPS細胞）の解析から，間葉上皮転換（MET）でのOsr2の役割，レトロウイルスサイレンシングでのILF2とILF3の作用，X染色体の再活性化へのKDM1Aの関与，E2F4のプログラミングへの影響などを明らかにした。この研究から明らかになった分子機構に関与する因子群はリプログラミング効率に影響する。各因子に作用するシグナル伝達系を薬物等によって操作することにより，高い多能性を有するiPS細胞を効率良く誘導する方法に繋げることが可能になり，iPS細胞の再生医療への実用化を促進することができる。