酸化ストレスシグナルによる幹細胞分化促進と脱分化抑制機構の解明

2012 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 24615001
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 守田 匡伸 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (10519094)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: iPS / リプログラミング / 幹細胞 / 再生医療

Research Abstract

当研究室で既に作製されているKeap1、Nrf2の遺伝子破壊マウスを交配することによりホモ接合の胚盤胞を得、これらからノックアウトES細胞を樹立した。これらのノックアウトES細胞は増殖能力、分化能力において野生型と比較解析を行った。さらに本研究では新たにノックアウトiPS細胞を樹立した。Keap1、Nrf2遺伝子破壊マウスを交配することにより野生型繊維芽細胞(MEF)、ノックアウトMEFをまず樹立した。これらのノックアウトMEFに対して山中4因子をレトロウイルスを用いて導入することによりiPS細胞を樹立した。iPS作製効率はNrf2KO由来のMEFでは向上し、逆にKeap1 KO由来のMEFでは著しく低下した。これらの結果からKeap1-Nrf2システムが体細胞リプログラミングに寄与していることが明らかになった。Nrf2KOMEF由来のiPSはその形成効率は野生型より向上したものの、幹細胞マーカーであるNanog陽性iPSの形成効率はあまり変化しなかった。このことはNrf2KO MEF由来ではiPS形成は促進されるものの完全な多分化能をもった幹細胞の性質の獲得に至っていないことを示している。Keap1 KO由来のMEFから作製したiPSの性質を調べるために幹細胞マーカーの遺伝子発現をqPCRによって調べた所、Oct3/4、Nanog等の発現が野生型、Nrf2KO iPSと比較して減少していることが明らかになった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

Keap1-Nrf2システムが体細胞リプログラミングにおいて重要な役割を果たしていることを発見した。その具体的なメカニズムはまだ明らかでないが今後２年間の研究計画で分子レベルで明らかにすることを目指す。

Strategy for Future Research Activity

Keap1-Nrf2システムの破綻が体細胞リプログラミングにおいて表現型を示すことがあきらかになったので、今後はマイクロアレイを用いることにより、体細胞リプログラミングにおけるKeap1-Nrf2システムのターゲット遺伝子の探索を行う。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

体細胞リプログラミングにおけるKeap1-Nrf2システムのターゲット遺伝子の探索に必要なマイクロアレイ、qPCR等の実験に研究費を使用する予定である。