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チンパンジーiPS細胞を用いた神経発生の「ヒト化」責任遺伝子の機能的同定

研究課題

研究課題/領域番号 16K07533
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 自然人類学
研究機関京都大学

研究代表者

今村 公紀  京都大学, 霊長類研究所, 助教 (80567743)

研究協力者 北島 龍之介  
黒木 康太  
伊藤 達矢  
仲井 理沙子  
岡田 佐和子  
井藤 晴香  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードチンパンジー / iPS細胞 / 神経発生 / ヒト進化 / ヒト化
研究成果の概要

本研究では、神経発生のヒト特異性の遺伝子基盤を解明するために、ヒト、チンパンジー、ニホンザルのiPS細胞を用いて初期神経発生を簡便に誘導する手法を開発し、分化過程における遺伝子発現と発生動態の解析を行った。今回開発した分化誘導法(ダイレクトニューロスフェア形成法)では、培養1週間でiPS細胞から神経幹細胞を分化誘導することができた。その間、遺伝子発現プロファイルは段階的に変化し、エピブラスト(1日目)→神経上皮細胞(3日目)→ラジアルグリア(5,7日目)へと細胞運命が転換することが明らかとなった。また、特定の発生段階特異的に発現する新規遺伝子が、ヒトでは発現期間が延長していることを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

「ヒト進化」について考える上で、脳発生進化の遺伝子基盤を解明することは不可欠である。しかし、ヒトやチンパンジーの個体を対象とした分子発生生物学的研究には倫理的・技術的限界が多く、現実的ではない。本研究で開発したチンパンジー・ニホンザルiPS細胞およびダイレクトニューロスフェア形成法は、個体では不可能な初期神経発生の研究を細胞培養の形で可能とするものであり、ヒト固有の特性やその分子基盤を解明するための強力なツールとなる。本試みは、ヒト進化生物学/進化医学を確立していくための重要な1歩であると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 7件、 招待講演 10件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Ludwig Maximilians University Munich(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Ludwig Maximilians University Munich(Germany)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Heinrich Heine University/Ludwig Maximilians University Munich(Germany)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Derivation of induced pluripotent stem cells in Japanese macaque (Macaca fuscata)2018

    • 著者名/発表者名
      Nakai Risako、Ohnuki Mari、Kuroki Kota、Ito Haruka、Hirai Hirohisa、Kitajima Ryunosuke、Fujimoto Toko、Nakagawa Masato、Enard Wolfgang、Imamura Masanori
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-018-30734-w

    • NAID

      120006517784

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] ニホンザルのiPS細胞の製作に成功! -「霊長類学」の新たな可能性-2018

    • 著者名/発表者名
      今村公紀、仲井理沙子
    • 雑誌名

      academist journal

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Co-Opted Megasatellite DNA Drives Evolution of Secondary Night Vision in Azara’s OwlMonkey2017

    • 著者名/発表者名
      1)Koga A, Tanabe H, Hirai Y, Imai H, Imamura M, Oishi T, Stanyon R, Hirai H
    • 雑誌名

      Genome Biology and Evolution

      巻: 9 号: 7 ページ: 1963-1970

    • DOI

      10.1093/gbe/evx142

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 知識の源流を探る ~分野の壁を超えることは価値ある着想を生み出しうるのか~2019

    • 著者名/発表者名
      今村公紀
    • 学会等名
      第8回超異分野学会本大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] チンパンジー/ヒトiPS細胞を用いた初期神経発生動態の解析2019

    • 著者名/発表者名
      仲井理沙子, 北島龍之介, 亀田朋典, 平井啓久, 今井啓雄, 今村拓也, 今村公紀
    • 学会等名
      第63回プリマーテス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ニホンザルiPS細胞の作製と神経幹細胞への分化誘導2019

    • 著者名/発表者名
      井藤晴香, 仲井理沙子, 大貫茉里, 黒木康太, 平井啓久, 北島龍之介, 藤本童子, 中川誠人, Wolfgang Enard, 今村公紀
    • 学会等名
      第63回プリマーテス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Evolutional Developmental Biology and Medicine with Primate Stem Cells.2018

    • 著者名/発表者名
      Masanori Imamura
    • 学会等名
      The 73rd Annual Conference of the Korean Association of Biological Science
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 細胞からみた霊長類:「ヒト生物学」に向けて細胞研究は何ができるのか?2018

    • 著者名/発表者名
      今村公紀
    • 学会等名
      第34回日本霊長類学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ニホンザルiPS細胞の作製と神経幹細胞への分化誘導2018

    • 著者名/発表者名
      今村公紀
    • 学会等名
      Cryopreservation Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ヒト/チンパンジー/ニホンザルiPS細胞を用いた神経発生動態の比較解析2018

    • 著者名/発表者名
      仲井理沙子, 北島龍之介, 平井啓久, 今井啓雄, 岡野栄之, 今村公紀
    • 学会等名
      第34回日本霊長類学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] チンパンジーiPS細胞を用いた初期神経発生動態の解明2018

    • 著者名/発表者名
      仲井理沙子, 北島龍之介, 平井啓久, 今井啓雄, 今村公紀
    • 学会等名
      日本進化学会第20回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ニホンザルのiPS細胞の作製と神経幹細胞への分化誘導2018

    • 著者名/発表者名
      井藤晴香, 仲井理沙子, 大貫茉里, 黒木康太, 平井啓久, 北島龍之介, 藤本童子, 中川誠人, Wolfgang Enard, 今村公紀
    • 学会等名
      日本進化学会第20回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Recapitulation of Epiblast-Neuroectoderm-Neural Stem Cell Differentiation from Chimpanzee iPSCs in vitro2018

    • 著者名/発表者名
      Risako Nakai, Ryunosuke Kitajima, Hirohisa Hirai, Hiroo Imai, Masanori Imamura
    • 学会等名
      2018 International Conference: Korean Society for Molecular and Cellular Biology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Derivation of induced pluripotent stem cells in Japanese macaque (Macaca fuscata)2018

    • 著者名/発表者名
      Haruka Ito, Risako Nakai, Mari Ohnuki, Kota Kuroki, Hirohisa Hirai, Ryunosuke Kitajima, Toko Fujimoto, Masato Nakagawa, Wolfgang Enard, Masanori Imamura
    • 学会等名
      2018 International Conference: Korean Society for Molecular and Cellular Biology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ニホンザルiPS細胞の作製と神経幹細胞への分化誘導2018

    • 著者名/発表者名
      井藤晴香, 仲井理沙子, 大貫茉里, 黒木康太, 平井啓久, 北島龍之介, 藤本童子, 中川誠人, Wolfgang Enard, 今村公紀
    • 学会等名
      Cryopreservation Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ニホンザルiPS細胞の作製と神経幹細胞への分化誘導2018

    • 著者名/発表者名
      井藤晴香, 仲井理沙子, 大貫茉里, 黒木康太, 平井啓久, 北島龍之介, 藤本童子, 中川誠人, Wolfgang Enard, 今村公紀
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] チンパンジー/ヒトiPS細胞を用いた初期神経発生動態の解析2018

    • 著者名/発表者名
      仲井理沙子, 北島龍之介, 平井啓久, 今井啓雄, 今村公紀
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Evolutional Developmental Biology with Primate Stem Cells2018

    • 著者名/発表者名
      Masanori Imamura
    • 学会等名
      International symposium on Genomics and Cell Biology of Primates
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ヒトの脳進化を駆動する分子基盤に迫る!-ヒト/チンパンジーiPS細胞を用いた神経発生動態の比較解析-2018

    • 著者名/発表者名
      仲井理沙子, 北島龍之介, 馬場庸平, 平井啓久, 今井啓雄, 岡野栄之, 今村公紀
    • 学会等名
      第7回超異分野学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] チンパンジーiPS細胞を用いた神経幹細胞の分化誘導と発生動態の解明2018

    • 著者名/発表者名
      仲井理沙子, 北島龍之介, 馬場庸平, 平井啓久, 今井啓雄, 岡野栄之, 今村公紀
    • 学会等名
      第62回プリマーテス研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Oligodendrocyte generation from human and chimpanzee neural stem cells with the suppression of p57kip22017

    • 著者名/発表者名
      Ryunosuke Kitajima, Felix Beyer, Masanori Imamura, Hiroo Imai, Patrick Kury, Hirohisa Hirai
    • 学会等名
      CDB Symposium 2017
    • 発表場所
      理研CDB(兵庫・神戸)
    • 年月日
      2017-03-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リバネス研究費から始まった駆出し大学教員の0ベース研究 ~「iPS細胞×進化」研究者のケースレポート2017

    • 著者名/発表者名
      今村公紀
    • 学会等名
      第6回超異分野学会
    • 発表場所
      秋葉原UDX(東京・秋葉原)
    • 年月日
      2017-03-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Neural cells generation from human and chimpanzee iPSCs toward comparative analysis2017

    • 著者名/発表者名
      Ryunosuke Kitajima, Felix Beyer, Masanori Imamura, Hiroo Imai, Patrick Kury, Hirohisa Hirai
    • 学会等名
      The 50th Anniversary Symposium of KUPRI
    • 発表場所
      犬山国際観光センター(愛知・犬山)
    • 年月日
      2017-01-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] チンパンジーiPS細胞を用いた神経幹細胞の分化誘導と発生動態の解明2017

    • 著者名/発表者名
      仲井理沙子, 北島龍之介, 馬場庸平, 平井啓久, 今井啓雄, 岡野栄之, 今村公紀
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ニホンザルiP細胞の作製2017

    • 著者名/発表者名
      黒木康太、大貫茉里、北島龍之介、仲井理沙子、平井啓久、今井啓雄、中川誠人、今村公紀
    • 学会等名
      Cryopreservation Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 霊長類iPS細胞を用いたヒトの進化発生生物学2017

    • 著者名/発表者名
      今村公紀
    • 学会等名
      第89回日本遺伝学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] チンパンジーiPS細胞を用いた神経幹細胞の分化誘導と発生動態の解明2017

    • 著者名/発表者名
      仲井理沙子, 北島龍之介, 平井啓久, 今井啓雄, 岡野栄之, 今村公紀
    • 学会等名
      日本遺伝学会第89回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] チンパンジーiPS細胞を用いた神経幹細胞の分化誘導と発生動態の解明2017

    • 著者名/発表者名
      仲井理沙子, 北島龍之介, 馬場庸平, 平井啓久, 今井啓雄, 岡野栄之, 今村公紀
    • 学会等名
      日本進化学会第19回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 霊長類生殖細胞の発育生物学とiPS細胞を用いたヒトの進化生物学/進化医学2017

    • 著者名/発表者名
      今村公紀
    • 学会等名
      金沢大学自然システム学類生物学コース講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Evolutional Developmental Biology and Medicine with Primate Stem Cells2017

    • 著者名/発表者名
      Masanori Imamura
    • 学会等名
      総合研究大学院大学先導科学研究科2017年度先導科学考究
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 霊長類生殖細胞の発育生物学とiPS細胞を用いたヒトの進化生物学/進化医学2016

    • 著者名/発表者名
      今村公紀
    • 学会等名
      第1回オモロイ生き物研究会
    • 発表場所
      定山渓ホテル(北海道・札幌)
    • 年月日
      2016-10-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Evolutional Developmental Biology and Medicine with Primate Stem Cells2016

    • 著者名/発表者名
      今村公紀
    • 学会等名
      The 4th Sapporo Summer Seminar for One Health
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌)
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 日本固有のサルであるニホンザルのiPS細胞の作製に成功

    • URL

      http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2018/180815_2.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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