マウス精子幹細胞ニッシェにおけるG蛋白質分子の役割の解明

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Regulatory Mechanism of Gamete Stem Cells
• Project/Area Number: 21116505
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 篠原 美都 Kyoto University, 医学研究科, 助教 (10372591)
• Keywords: 遺伝学 / 発生・分化 / 幹細胞 / 生殖

Research Abstract

本研究は精子幹細胞の移植時におけるニッシェへのホーミング機構の分子メカニズム解明を目標としている。これまでの研究で研究代表者らはβ1-インテグリンが関与することを同定したが、ホーミングは基底膜におけるニッシェへの繋留のみでなく、セルトリ細胞への接着やtight junctionの通過など、多段階のプロセスと考えられることから、本年度の研究では他の候補分子(特にrho, rac, cdc42などのG蛋白質シグナルやIntegrin・Cadherinファミリーなど)について調べた。
(1) 培養精子幹細胞株(GS細胞)へrho, rac, cdc42変異体の遺伝子導入し、増殖活性や細胞外マトリクス(ラミニン)への接着性を調べたが、特に野生型と差はなかった。移植アッセイによりコロニー形成能についても差は無かった。一方、(2) conditionalノックアウトマウスより精巣細胞を回収し、試験管内でadenovirus (AxCACre)を暴露した後トリプシンで回収し不妊マウスの精巣内へ移植し、コロニー形成能を調べたところ、一部でコロニー形成の低下が見られた。(3) ホーミングとtight junctionの関係を調べるため、tight junctionの欠損している幼若な精巣に移植を行ったところ、コロニー形成が見られた。(4) さらにtight junctionを構成する蛋白の発現を調べたところ、一部のclaudinファミリー分子の発現が変化していることが分かった。また、(4) ホーミング現象を試験管内で再現するため、セルトリ細胞をフィーダーとした培養系の開発を行った。GS細胞をセルトリ細胞と共培養すると、MEF (mouse embryonic fibroblast)の場合と異なり、フィーダー細胞の下に細胞が潜り込み、コロニー形成することから、これを用いてホーミングアッセイができる可能性が示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Transmission distortion by loss of p21 or p27 cyclin-dependent kinase inhibitors following competitive spermatogonial transplantation. (2010)
  • Author(s): Kanatsu-Shinohara M., Takashima S., Shinohara T.
  • Journal Title: Proc.Natl.Acad.Sci.USA (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Genetic influences in mouse spermatogonial stem cell self-renewal. (2010)
  • Author(s): Kanatsu-Shinohara M., Ogonuki N., Miki H., Inoue K., Morimoto H., Takashima S.Ogura A., Shinohara T.
  • Journal Title: J.Reprod.Dev. 56(1) Pages: 145-153
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Phenotypic plasticity of mouse spermatogonial stem cells. (2009)
  • Author(s): Morimoto H., Kanatsu-Shionohara M., Takashima S., Chuma S., Nakatsuji N., Shinohara T.
  • Journal Title: PLoS One. 4(11) Pages: e7909
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Bone marrow engraftment but limited expansion of hematopoietic cells from multipotent germline stem cells derived from neonatal mouse testis. (2009)
  • Author(s): Yoshimoto M., Heike T., Chang H., Kanatsu-Shinohara M., Baba S., Varnau J.T., Shinohara T., Yoder M, C., Nakahata T.
  • Journal Title: Exp.Hematol. 37(12) Pages: 1400-1410
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Genetic reconstitution of mouse spermatogonial stem cell self-renewal in vitro by Ras/cyclin D2 activation. (2009)
  • Author(s): Lee J., Kanatsu-Shinohara M., Morimoto H., Kazuki Y., Takashima S., Oshimura M., Toyokuni S., Shinohara T.
  • Journal Title: Cell Stem Cell 5(1) Pages: 76-86
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Large-scale production of growing oocytes in vitro from neonatal mouse ovaries. (2009)
  • Author(s): Honda A., Hirose M., Inoue K., Hiura H., Miki H., Ogonuki N., Sugimoto M., Abe K., Kanatsu-Shinohara M., Kono T., Shinohara T., Ogura A.
  • Journal Title: Int.J., Dev.Biol. 53(4) Pages: 605-613
  • Peer Reviewed