乳酸菌による体細胞の多能性能獲得過程におけるエピゲノム解析

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26660070
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 河野 利恵 熊本大学, 大学院生命科学研究部, 助教 (20468002)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 乳酸菌 / リプログラミング / エピジェネティック

Outline of Annual Research Achievements

1、乳酸菌誘導多能性細胞とiPS細胞の多分化能の比較
申請者らが開発した乳酸菌誘導細胞が、iPS細胞と同等の様々な細胞への分化能をもつか”を確立されている分化誘導法を用いて確認している。乳酸菌誘導細胞は、市販の分化誘導培地を用いて内胚葉、中胚葉、外胚葉系の３胚葉系の細胞に分化可能である。しかし、増殖能はiPS細胞と比較してはるかに低い。乳酸菌誘導細胞とiPS細胞のリプログラミングのステータスに違いがあるということは容易に想像できる。そのため、乳酸菌誘導細胞とiPS細胞のリプログラミングに伴う遺伝子発現の経時的変化をリアルタイムPCR法で確認していっている。現在までに解明しえいるNANOG遺伝子の発現の増強がリプログラミング後の増殖能の低下をもたらしているのではないかと考えている。
2、乳酸菌誘導多能性細胞とiPS細胞のエピゲノム解析
前述のように、乳酸菌を取り込んだ宿主細胞の特徴は、iPS細胞と比較してNANOG遺伝子の発現が極めて高いことである（Ohta, et. al., Plos One 2012）。乳酸菌誘導多能性細胞とiPS細胞の違いの一つは、NANOG遺伝子の発現調節によると思われる。そのため、乳酸菌によりリプログラミングされたヒト線維芽細胞のNANOG遺伝子領域を中心にChIP解析をおこない、修飾ヒストンや転写因子などクロマチン関連タンパク質のゲノム上局在を解析中である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

乳酸菌から細胞塊形成能を持つ分画を同定し、その中には目的とするリプログラミングを誘導す物質候補が存在すると期待している。
1、乳酸菌誘導多能性細胞とiPS細胞の多分化能の比較
iPS細胞は非常に高い分化能をもつ。申請者らが開発した乳酸菌誘導細胞が、iPS細胞と同等の様々な細胞への分化能をもつか”を確立されている分化誘導法を用いて確認している最中である。
2、乳酸菌誘導多能性細胞とiPS細胞のエピゲノム解析
乳酸菌を取り込んだ宿主細胞の特徴は、iPS細胞と比較してNANOG遺伝子の発現が極めて高いことである（Ohta, et. al., Plos One 2012）。乳酸菌によりリプログラミングされたヒト線維芽細胞のNANOG遺伝子領域を中心にChIP解析を現在行っているところである。

Strategy for Future Research Activity

1、乳酸菌誘導多能性細胞とiPS細胞の多分化能の比較
乳酸菌誘導細胞とiPS細胞の分化誘導に伴う遺伝子発現の経時的変化をリアルタイムPCR法で確認し、その分化能を比較する。
2、乳酸菌誘導多能性細胞とiPS細胞のエピゲノム解析
乳酸菌によりリプログラミングされたヒト線維芽細胞のNANOG遺伝子領域を中心にChIP解析をおこない、修飾ヒストンや転写因子などクロマチン関連タンパク質のゲノム上局在を解析中である。

Causes of Carryover

リアルタイムＰＣＲ法により、分化誘導を確認するためのターゲット分子の選択に手間取った。修飾ヒストンや転写因子などクロマチン関連タンパク質のゲノム上局在を解析する方法は初めての実験であったため、準備不足で計画通り行うことができなかった。

Expenditure Plan for Carryover Budget

実験手法を確立できたため、時間的なロスはなくなると思われる。翌年分として請求した研究費はリアルタイムＰＣＲのプライマーとプローブ、並びにクロマチンシークエンスのための試薬購入に用いる予定である。