生殖幹細胞における自己保存システムとその分子基盤の解析

• 研究課題/領域番号: 15039221
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 武庫川女子大学 (2004); 大阪大学 (2003)
• 研究代表者: 蓬田 健太郎 武庫川女子大学, 生活環境学部, 教授 (90283803)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 4,600千円 (直接経費: 4,600千円); 2004年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円); 2003年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
• キーワード: 組織幹細胞 / 生殖幹細胞 / c-kit / Kit-ligand / Oct-3 / 4 / 支持細胞 / 幹細胞ニッチ / 精子形成 / 幹細胞 / 再生 / 生殖工学 / 生体内遺伝子導入法 / GDNF / SCF

研究概要

組織幹細胞の幹細胞ニッチにおける自己保存と分化の制御機構の分子基盤を解明するために、マウス雄性生殖幹細胞をモデル系として解析を進めた。これまでに、生殖幹細胞は、primitiveなOct-3/4(+)のものとregenerativeなOct-3/4(-)の2つsubpopulationから成り立つことを明らかにしている。このような2つのsubpopulationの成立時期を調べるために、成長過程による幹細胞活性についてそれぞれの集団について検討したところ、支持細胞の成熟時期と一致する事が示された。このことは、幹細胞ニッチの成立時期が支持細胞の成熟時期と一致する事を示唆する。また、これまで分化マーカーと考えられてきたc-kitが、すでに幹細胞の細胞質内に存在する事を突き止めた。さらに、このc-kit分子には、糖鎖修飾の様式により未分化型と分化型のものがあり、とくに未分化型のものについてはES細胞でも保存されていることが確認された。この未分化型のc-kitは、分泌型のkit-ligandと反応する事により内在化し、未分化性が維持されるが、膜型のkit-ligandと反応すると分化することが明らかとなった。つまり、幹細胞ニッチと考えられる空間には十分な分泌型kit-ligandが存在し、その未分化性の維持がなされているが、幹細胞ニッチ周囲の膜型kit-ligandと反応する事により分化へと向かうものと考えられる。一方、分化細胞は、分化型のc-kitのみを発現し、分泌型kit-ligandによるc-kitの内在化は見られなかった。

研究成果

• [雑誌論文] A type I DnaJ homolog, DjA1, regulates androgen receptor signaling and spermatogenesis. (2005)
  • 著者名/発表者名: Terada, K et al.
  • 雑誌名: J.EMBO 24 ページ: 611-622
• [雑誌論文] Functional characterization of a mouse testicular olfactory receptor and its role in chemosensing and in regulation of sperm motility. (2004)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, N et al.
  • 雑誌名: J.Cell.Sci. 117 ページ: 5835-5845
• [雑誌論文] In vivo and in vitro constant expression of GATA-4 in mouse postnatal Sertoli cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Imai T.et al.
  • 雑誌名: Mol Cell Endocrinol. 214 ページ: 107-115
• [雑誌論文] p53 Protein interacts specifically with the meiosis-specific mammalian RecA-like protein DMC1 in meiosis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Hubu T.et al.
  • 雑誌名: Carcinogenesis. 25 ページ: 889-893
• [文献書誌] Kimura T, Suzuki A, Fuita Y, Yomogida K, Lomeli H, Asada N, Ikeuchi M, Nagy A, Mak TW, Nakano T.: "Conditional loss of PTEN leads to testicular teratoma and enhances embryonic germ cell production."Development.. 130(8). 1691-1700 (2003)
• [文献書誌] Terada K, Ueno S, Yomogida K, Imai T, Kiyonari H, Takeda N, Yano M, Abe S, Aizawa S, Mori M.: "Expression of Tom34 splicing isoforms in mouse testis and knockout of Tom34 in mice."J Biochem (Tokyo).. 133(5). 625-631 (2003)
• [文献書誌] Wakabayashi J, Yomogida K, Nakajima O, Yoh K, Takahashi S, Engel JD, Ohneda K, Yamamoto M.: "GATA-1 testis activation region is essential for Sertoli cell-specific expression of GATA-1 gene in transgenic mouse."Genes Cells.. 8(7). 619-630 (2003)
• [文献書誌] Tanaka H, Iguchi N, Egydio de Carvalho C, Tadokoro Y, Yomogida K, Nishimune Y.: "Novel actin-like proteins T-ACTIN 1 and T-ACTIN 2 are differentially expressed in the cytoplasm and nucleus of mouse haploid germ cells."Biol Reprod.. 69(2). 475-482 (2003)
• [文献書誌] Tadokoro Y, Yomogida K, Yagura Y, Yamada S, Okabe M, Nishimune Y.: "Characterization of histone H2A.X expression in testis and specific labeling of germ cells at the commitment stage of meiosis with histone H2A.X promoter-enhanced green fluorescent protein transgene."Biol Reprod. 69(4). 1325-1329 (2003)
• [文献書誌] Yomogida K, Yagura Y, Tadokoro Y, Nishimune Y.: "Dramatic expansion of germinal stem cells by ectopically expressed human glial cell line-derived neurotrophic factor in mouse Sertoli cells."Biol Reprod. 69(4). 1303-1307 (2003)
• [文献書誌] Iguchi N, Tanaka H, Yomogida K, Nishimune Y.: "Isolation and characterization of a novel cDNA encoding a DNA-binding protein (Hils1) specifically expressed in testicular haploid germ cells."Int J Androl. 26(6). 354-365 (2003)