精子幹細胞の階層性を制御する分子機構の解明

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25711014
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 中川 俊徳 京都大学, 再生医科学研究所, 研究員 (50456894)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 幹細胞 / 細胞分化 / 生殖細胞

Research Abstract

精子幹細胞には、実際に正常な状態で幹細胞として振る舞う分画(ASC)と、通常ならば分化するが傷害を受けた時に幹細胞能を発揮する分画(PSC)が存在する。ASCからPSCは生み出されることから、精子幹細胞には階層性が存在することが示されている。本研究は、精子幹細胞の階層性を制御する分子機構を明らかにすることを目的とした。
1 精子幹細胞の亜集団の分取する実験系と候補遺伝子の探索
フローサイトメトリーとE-cadherinおよびc-Kitに対する抗体を用いて、精子幹細胞を高度に濃縮する実験系を立ち上げた。この方法では現在のところ精子幹細胞の活性を含む最小の集団である、未分化型精原細胞と呼ばれている集団を分取できる。これらの抗体に加え、さらに表面マーカーに対する抗体を組み合わせることで、未分化型精原細胞をさらに分けることができた。それらの細胞分画を分取し、あらかじめ内在性の生殖細胞を除いた精巣に移植した。その結果、精子幹細胞の活性が高い分画と、比較的低い分画に分けることができた。また、qRT-PCRにて精子形成に関わる既知の遺伝子を比較したところ、幹細胞活性の高い分画には、幹細胞維持に関わる遺伝子が高発現していた。一方、幹細胞活性の低い分画には、分化に関わる遺伝子が低レベルであるものの発現していた。これらの分画を用いて、階層性を制御する候補遺伝子を探索し、その結果、複数の候補となる遺伝子を見出した。
2 精子幹細胞の培養系を用いた、候補遺伝子の機能解析
精子幹細胞へ遺伝子導入する方法を検討したところ、レンチウイルスベクターを用いた実験系が、細胞へのダメージが少なく、安定して導入できることがわかった。そこで、機能を解析するために、候補遺伝子を発現させるレンチウイルスベクターを作成した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

精子幹細胞の階層性を制御する遺伝子の候補が同定できたため。

Strategy for Future Research Activity

精子幹細胞の階層性を制御する候補遺伝子を同定した。本年度は、生理的条件下でのそれらの役割を検討するために、コンディショナルノックアウトマウスを作成する。