2013 Fiscal Year Research-status Report
多能性幹細胞から生殖細胞への直接変換をもたらす分子機構
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25450474
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
前田 郁麻 東北大学, 加齢医学研究所, 助教 (20376560)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 多能性幹細胞 / 生殖細胞 |
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| Research Abstract |
ES細胞と始原生殖細胞は似て非なる細胞である。どちらも多能性関連分子を発現しているが、分化多能性や配偶子を生み出す能力についてはどちらか一方の細胞しか有していない。研究代表者はこれまでに、機能阻害するとES細胞が生殖細胞のような状態へと変換する遺伝子群をRNAiスクリーニングによって検索し、転写因子Maxがそのような遺伝子である可能性を見いだした。これまでに得てきた知見をもとにして、本研究では、ES細胞および初期胚の多能性幹細胞が生殖細胞へと直接変換できることを示し、Maxがその中心的な役割を担っていることを明らかにするのを目的としている。本年度は、次の二点に関して解析を進めた。
1. 初期胚の多能性幹細胞におけるMaxの機能解析
マウスES細胞は初期胚の多能性幹細胞、とくに内部細胞塊の性質を保っていることが期待される。そこから類推されるMaxの初期胚における機能は内部細胞塊が生殖細胞のような状態をとってしまうことを防ぐというものである。この仮説を検証するためにマウス初期胚においてMaxの機能を抑圧することによってもたらされる表現型を解析した。
2. ES細胞から生殖細胞への直接変換
研究代表者はこれまでにMax knockdownによりVasa陽性となったES細胞が生殖細胞として機能できるかどうかを検証してきたが、成功していなかった。生殖細胞への変換が不十分だと考え、さらなる工夫を加えることによりES細胞を完全に機能する生殖細胞へと直接変換することを目指し、ES細胞が生殖細胞へと直接変化できるポテンシャルを実際に持っていることを示す。本年度は培養系の検討によりMax KD Vasa陽性ES細胞を成熟させる実験を行い、in vitroである程度減数分裂を進行させることに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
1. 「初期胚の多能性幹細胞におけるMaxの機能解析」に関しては、Maxを機能阻害した胚でいくつかの生殖細胞マーカーの発現上昇傾向がみられた。現時点では実験ごとのばらつきが大きいためはっきりした結論は出せていないが、予想していた現象が確認できる可能性が得られている。
2. 「ES細胞から生殖細胞への直接変換」に関しては、当初予定していた生殖隆起との再構成培養系では、再構成した細胞塊をマウスへ移植しても配偶子形成への寄与は確認することができなかったが、Max knockdownを行ったES細胞で培養系を工夫することにより、再構成系を用いないin vitro培養系で減数分裂を誘導できる可能性を見いだした。
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| Strategy for Future Research Activity |
1. 「初期胚の多能性幹細胞におけるMaxの機能解析」に関しては、実験ごとのばらつきが大きいことが問題であるので、微量の細胞から遺伝子発現を解析する系を利用して、胚ごとの遺伝子発現解析を行うことにより、より安定した解析を行いたい。
2.「ES細胞から生殖細胞への直接変換」に関しては、再構成培養系では芳しい結果が得られなかった一方、in vitro培養系で減数分裂を誘導できる可能性が出てきたので、さらに培養条件を工夫して研究を推進させていきたい。
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