卵子形成における生殖細胞自律的な性差の制御機構の解明

• 研究課題/領域番号: 16K14740
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 発生生物学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 林 克彦 九州大学, 医学研究院, 教授 (20287486)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 卵母細胞 / 性染色体 / 減数分裂 / 性差 / 始原生殖細胞 / 配偶子形成 / 性分化

研究成果の概要

卵母細胞の分化における性染色体の必要性について詳細に解析した。まず様々な性染色体のセット（XX、XYおよびXO）をもつES細胞を用いて卵母細胞への誘導を試みた。その結果、XXをもつES細胞と比較して、XOやXYをもつES細胞から得られる卵母細胞の数は1/10程度であった。またXOとXYを比較した場合、XYの方が少数であった。詳細な解析の結果、このこれらの原因は、減数分裂の相同染色体の対合異常、X染色体上の遺伝子の発現低下、およびY染色体上の遺伝子が卵母細胞の分化を阻害していることが明らかとなった。これらの知見は、性染色体異常の個体の不妊の原因を追求する上で極めて有用な知見となった。

研究成果

• [雑誌論文] Bone morphogenetic protein and retinoic acid synergistically specify female germ‐cell fate in mice (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyauchi Hidetaka、Ohta Hiroshi、Nagaoka So、Nakaki Fumio、Sasaki Kotaro、Hayashi Katsuhiko、Yabuta Yukihiro、Nakamura Tomonori、Yamamoto Takuya、Saitou Mitinori
  • 雑誌名: The EMBO Journal 巻: 36 号: 21 ページ: 3100-3119
  • DOI: 10.15252/embj.201796875
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Reconstitution of mouse oogenesis in a dish from pluripotent stem cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Katsuhiko、Hikabe Orie、Obata Yayoi、Hirao Yuji
  • 雑誌名: Nature Protocols 巻: 12 号: 9 ページ: 1733-1744
  • DOI: 10.1038/nprot.2017.070
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Reconstitution in vitro of the entire cycle of the mouse female germ line. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hikabe O, Hamazaki N, Nagamatsu G, Obata Y, Hirao Y, Hamada N, Shimamoto S, Imamura T, Nakashima K, Saitou M, Hayashi K
  • 雑誌名: Nature 巻: 539 号: 7628 ページ: 299-303
  • DOI: 10.1038/nature20104
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Production of functional oocytes from mouse pluripotent stem cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hayashi K, Hikabe O, Hamazaki N, Nagamatsu G, Shimamoto S, Hamada N.
  • 雑誌名: Protocol Exchange. 巻: -
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Global Landscape and Regulatory Principles of DNA Methylation Reprogramming for Germ Cell Specification by Mouse Pluripotent Stem Cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Shirane K, Kurimoto K, Yabuta Y, Yamaji M, Satoh J, Ito S, Watanabe A, Hayashi K, Saitou M, Sasaki H.
  • 雑誌名: Dev Cell. 巻: 39 ページ: 87-103
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Complete in vitro generation of fertile oocytes from mouse primordial germ cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: 4. Morohaku K, Tanimoto R, Sasaki K, Kawahara-Miki R, Kono T, Hayashi K, Hirao Y, Obata Y.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: 113 ページ: 9021-9026
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rewinding the process of mammalian extinction. (2016)
  • 著者名/発表者名: Saragusty J, Diecke S, Drukker M, Durrant B, Friedrich B-N I, Galli C, Göritz F, Hayashi K, Hermes R, Holtze S, Johnson S, Lazzari G, Loi P, Loring JF, Okita K, Renfree MB, Seet S, Voracek T, Stejskal J, Ryder OA, Hildebrandt TB.
  • 雑誌名: Zoo Biol. 巻: 35 号: 4 ページ: 280-292
  • DOI: 10.1002/zoo.21284
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 卵母細胞分化培養系から得られる新知見 (2018)
  • 著者名/発表者名: 林克彦
  • 学会等名: 第13回生殖発生医学
  • 招待講演
• [学会発表] In vitro reconstitution of oogenesis in the mouse; how to establish the culture system, mostly empirical (2018)
  • 著者名/発表者名: Katsuhiko Hayashi
  • 学会等名: Asia-Pacific Bioinformatics Conference
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Understanding of oogenesis by stem cell-based technologies (2018)
  • 著者名/発表者名: Katsuhiko Hayashi
  • 学会等名: KEY Forum 2018
  • 招待講演
• [学会発表] 試験管内で機能的な生殖細胞をつくる～試験管内で世代交代はできるのか？～ (2017)
  • 著者名/発表者名: 林克彦
  • 学会等名: 日本動物学会第69回関東支部大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2017-03-20
  • 招待講演
• [学会発表] 生殖細胞系列の体外再構築とその利用について (2017)
  • 著者名/発表者名: 林克彦
  • 学会等名: 関西生殖医学集談会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2017-03-04
  • 招待講演
• [学会発表] A model of functional egg production in a dish (2017)
  • 著者名/発表者名: Hayashi K
  • 学会等名: KOSAR
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 2017-02-26
  • 招待講演
• [学会発表] Development of a Model Culture System to Produce Eggs in Vitro (2017)
  • 著者名/発表者名: Katsuhiko Hayashi
  • 学会等名: Ovarian Club X
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 卵母細胞の再構築系で見えてくるもの (2017)
  • 著者名/発表者名: 林克彦
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
  • 招待講演
• [学会発表] 卵子の再生技術から見えてくるもの (2017)
  • 著者名/発表者名: 林克彦
  • 学会等名: 第62回日本生殖医学会学術講演会
  • 招待講演
• [学会発表] Possibility of gametogenesis in vitro from stem cells what we need for application - (2017)
  • 著者名/発表者名: Katsuhiko Hayashi
  • 学会等名: PSRM2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 皮膚からの卵子作製 ～マウス知見をもとに～ (2017)
  • 著者名/発表者名: 林克彦
  • 学会等名: 日本IVF学会
  • 招待講演
• [学会発表] Understanding of PGC-oocyte differentiation using in vitro reconstitution system (2017)
  • 著者名/発表者名: Katsuhiko Hayashi
  • 学会等名: World Congress of Reproductive Biology
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 卵母細胞の形成機構の解明と再生〜体内と培養系の狭間にみえてくるもの〜 (2017)
  • 著者名/発表者名: 林克彦
  • 学会等名: 第35回日本受精着床学会
  • 招待講演
• [学会発表] Reconstitution As a Tool for a Better Understanding of Germ Cell Development (2017)
  • 著者名/発表者名: Katsuhiko Hayashi
  • 学会等名: Society for the Study on Reproduction
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Verification of Artificial Oocytes from Stem Cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Katsuhiko Hayashi
  • 学会等名: Gordon Research Conference
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] FUNCTIONAL EGGS CREATED IN A DISH FROM MOUSE PLURIPOTENT STEM CELLS (2017)
  • 著者名/発表者名: Katsuhiko Hayashi
  • 学会等名: ISSCR
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Molecular mechanisms underlying differentiation from primordial germ cells to oocytes (2017)
  • 著者名/発表者名: Katsuhiko Hayashi
  • 学会等名: Japanese Society of Developmental Biologists
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] マウス多能性幹細胞を用いた体外培養による卵子形成過程の再構築 (2016)
  • 著者名/発表者名: 林克彦
  • 学会等名: 第29回日本動物実験代替法学会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2016-11-17
  • 招待講演
• [学会発表] 人工配偶子の作製技術の最前線 (2016)
  • 著者名/発表者名: 林克彦
  • 学会等名: 日本IVF学会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2016-10-01
  • 招待講演
• [学会発表] マウスの卵母細胞系列の再構築系とその応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 林克彦
  • 学会等名: 第88回日本遺伝学会
  • 発表場所: 三島
  • 年月日: 2016-09-07
  • 招待講演
• [学会発表] Artificial gametes derived from pluripotent stem cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hayashi K
  • 学会等名: AAAP Animal Science Congress
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 2016-08-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 生殖細胞系列分化培養系におけるサイトメトリー技術の適用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 林克彦
  • 学会等名: 第26回日本サイトメトリー学会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2016-07-22
  • 招待講演
• [学会発表] Derivation of Germ Cells from Stem Cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hayashi K
  • 学会等名: IFFS2016
  • 発表場所: Delhi, India
  • 年月日: 2016-06-21
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Artificial oocyte production from pluripotent stem cells in mice. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hayashi K
  • 学会等名: Epigenetic Penetrance of Reproductive Technologies
  • 発表場所: Teramo, Italy
  • 年月日: 2016-06-09
  • 国際学会 / 招待講演
• [産業財産権] 始原生殖細胞を機能的に成熟した卵母細胞へと分化させる培養方法 (2016)
  • 発明者名: 尾畑やよい、平尾雄二、林克彦
  • 権利者名: 尾畑やよい、平尾雄二、林克彦
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2016-09-16