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胚盤胞補完法を用いた異種生殖細胞の発生学的解析

研究課題

研究課題/領域番号 18H02367
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分42040:実験動物学関連
研究機関生理学研究所

研究代表者

平林 真澄  生理学研究所, 行動・代謝分子解析センター, 准教授 (20353435)

研究分担者 小林 俊寛  生理学研究所, 行動・代謝分子解析センター, 助教 (20587414)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2020年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2019年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2018年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
キーワード始原生殖細胞 / 精子 / 卵子 / Prdm14遺伝子 / 生殖細胞欠損 / 異種キメラ / 胚盤胞補完法 / 多能性幹細胞 / エピブラスト / 精巣 / 卵巣 / ES/iPS細胞 / Prdm14 / 胚盤胞補完 / CRISPR/Cas9法 / ノックインラット / ノックアウトラット / H2BVenus
研究成果の概要

ES/iPS細胞が始原生殖細胞から精子または卵子にどのような経過をたどって分化・発生していくかの解析にPrdm14遺伝子欠損ラットを利用した。その胚盤胞を同種 (ラット) あるいは異種 (マウス) のES/iPS細胞で補完したところ、産仔の精巣および卵巣にES/iPS細胞由来生殖細胞の存在が確認できた。同種の場合は自然交配により、異種の場合は顕微授精によって生殖細胞の正常性を評価したところ、いずれの場合でもES/iPS細胞に由来する正常産仔の作製に成功した。さらに、遺伝子改変を加えた同種ES/iPS細胞を用いて胚盤胞補完することで、迅速かつ効率的な遺伝子改変ラットの作製システムを構築できた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

蛍光遺伝子の発現を指標にして始原生殖細胞の動向を追跡できるPrdm14遺伝子欠損ラットを用い、生殖細胞の出現時期とその後の発生過程を明らかにした。本ラットに胚盤胞補完法を適用することでES/iPS細胞由来の生殖細胞を再生できるので、様々な動物種において効率的に遺伝子改変動物を作製できるようになる。効率的な家畜動物の繁殖・生産、絶滅危惧種の保存などへの応用にも繋がりうる成果である。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 2件) 図書 (2件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] Blastocyst complementation using Prdm14-deficient rats enables efficient germline transmission and generation of functional mouse spermatids in rats2021

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Kobayashi, Teppei Goto, Mami Oikawa, Makoto Sanbo, Fumika Yoshida, Reiko Terada, Naoko Niizeki, Naoyo Kajitani, Kanako Kazuki, Yasuhiro Kazuki, Shinichi Hochi, Hiromitsu Nakauchi, M. Azim Surani & Masumi Hirabayashi
    • 雑誌名

      Nature Comminications

      巻: 12 号: 1 ページ: 13281-10

    • DOI

      10.1038/s41467-021-21557-x

    • 関連する報告書
      2020 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] Direct evidence that KNDy neurons maintain gonadotropin pulses and folliculogenesis as the GnRH pulse generator2021

    • 著者名/発表者名
      Nagae Mayuko、Uenoyama Yoshihisa、Okamoto Saki、Tsuchida Hitomi、Ikegami Kana、Goto Teppei、Majarune Sutisa、Nakamura Sho、Sanbo Makoto、Hirabayashi Masumi、Kobayashi Kenta、Inoue Naoko、Tsukamura Hiroko
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 118 号: 5

    • DOI

      10.1073/pnas.2009156118

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Germline development in rat revealed by visualization and deletion of Prdm142020

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Toshihiro、Kobayashi Hisato、Goto Teppei、Takashima Tomoya、Oikawa Mami、Ikeda Hiroki、Terada Reiko、Yoshida Fumika、Sanbo Makoto、Nakauchi Hiromitsu、Kurimoto Kazuki、Hirabayashi Masumi
    • 雑誌名

      Development

      巻: 147 ページ: 183798-183798

    • DOI

      10.1242/dev.183798

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pluripotent stem cell-derived organogenesis in the rat model system2019

    • 著者名/発表者名
      Hirabayashi Masumi, Goto Teppei, Hochi Shinichi
    • 雑誌名

      Transgenic Research

      巻: 28 号: 3-4 ページ: 287-297

    • DOI

      10.1007/s11248-019-00161-2

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Humanized UGT2 and CYP3A transchromosomic rats for improved prediction of human drug metabolism2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Yasuhiro、Kobayashi Kaoru、他23名
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 116 号: 8 ページ: 3072-3081

    • DOI

      10.1073/pnas.1808255116

    • 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] Generation of pluripotent stem cell-derived mouse kidneys in Sall1-targeted anephric rats2019

    • 著者名/発表者名
      Goto Teppei、Hara Hiromasa、Sanbo Makoto、Masaki Hideki、Sato Hideyuki、Yamaguchi Tomoyuki、Hochi Shinichi、Kobayashi Toshihiro、Nakauchi Hiromitsu、Hirabayashi Masumi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 号: 1 ページ: 451-451

    • DOI

      10.1038/s41467-019-08394-9

    • 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
  • [雑誌論文] Contribution of rat embryonic stem cells to xenogeneic chimeras in blastocyst or 8-cell embryo injection and aggregation.2019

    • 著者名/発表者名
      Okumura H, Nakanishi A, Toyama S, Yamanoue M, Yamada K, Ukai A, Hashita T, Iwao T, Miyamoto T, Tagawa YI, Hirabayashi M, Miyoshi I, Matsunaga T.
    • 雑誌名

      Xenotransplantation

      巻: 26(1) 号: 1

    • DOI

      10.1111/xen.12468

    • 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
  • [雑誌論文] An interspecies barrier to tetraploid complementation and chimera formation2018

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Tomoyuki、Sato Hideyuki、Kobayashi Toshihiro、Kato-itoh Megumi、Goto Teppei、Hara Hiromasa、Mizuno Naoaki、Yanagida Ayaka、Umino Ayumi、Hamanaka Sanae、Suchy Fabian、Masaki Hideki、Ota Yasunori、Hirabayashi Masumi、Nakauchi Hiromitsu
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 15289-15298

    • DOI

      10.1038/s41598-018-33690-7

    • 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
  • [学会発表] アデノ随伴ウイルスベクター法を介した効率的なTfap2c-T2A-tdTomatoノックインラット作製とその発現解析2020

    • 著者名/発表者名
      長江麻佑子, 及川真実,水野直彬, 岩月研祐, 三宝 誠, 中内啓光,平林真澄,小林俊寛
    • 学会等名
      第67回日本実験動物学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] シルクフィブロインディスクをデバイスとしてSSV法によってガラス化保存したラット膵島の腎被膜下移植2020

    • 著者名/発表者名
      岩月研祐, 山中貴寛, 根岸 淳, 手島淳輝, 玉田 靖, 平林真澄, 保地眞一
    • 学会等名
      第67回日本実験動物学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Prdm14遺伝子をノックアウトしたラット性腺の免疫組織学的解析2019

    • 著者名/発表者名
      平林 真澄,後藤 哲平,三宝 誠, 保地 眞一, 中内 啓光, 小林 俊寛
    • 学会等名
      第66回日本実験動物学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Prdm14 遺伝子座に H2BVeunus をノックインしたラットにおける始原生殖細胞発生の解析2019

    • 著者名/発表者名
      小林 俊寛,小林 久人,後藤 哲平,及川 真実,三宝 誠,中内 啓光,栗本 一基,平林 真澄
    • 学会等名
      第66回日本実験動物学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Prdm14遺伝子ノックアウトによる生殖細胞欠損ラットの作製とその応用2019

    • 著者名/発表者名
      平林 真澄,後藤 哲平,三宝 誠, 保地 眞一, 中内 啓光, 小林 俊寛
    • 学会等名
      第112回日本繁殖生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ラット発生工学技術の軌跡2019

    • 著者名/発表者名
      平林 真澄
    • 学会等名
      日本実験動物協会関東支部第20回REG部会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 異種間キメラ動物における自己寛容破綻のメカニズムの解明2019

    • 著者名/発表者名
      濱仲 早苗,後藤 哲平,平林 真澄,山口 智之,中内 啓光.
    • 学会等名
      第21回日本異種移植研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 前核注入時のCas9 nucleaseデリバリー様式がラット胚盤胞の変異モザイク発生頻度に及ぼす影響2018

    • 著者名/発表者名
      後藤 哲平, 余郷 享子, 保地 眞一, 平林 真澄.
    • 学会等名
      第65回日本実験動物学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ヒト初期発生、とくに生殖細胞への運命決定機構の解明に向けた複合的アプローチ2018

    • 著者名/発表者名
      小林 俊寛
    • 学会等名
      第21回日本異種移植研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] Embryonic stem cells and gene manipulation in rat. (Eds. Hayman G., Smith J., Dwinell M., Shimoyama M.) Rat Genomics. Methods in Molecular Biology.2019

    • 著者名/発表者名
      Hirabayashi Masumi, Takizawa Akiko, Hochi Shinichi
    • 総ページ数
      16
    • 出版者
      Humana Press, New York.
    • ISBN
      9781493995806
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] Organ generation from knocked-out rat blastocysts complemented with pluripotent stem cells (Eds. Liu C and Du Y) “Microinjection: Methods and Protocols”2019

    • 著者名/発表者名
      Hirabayashi M, Hochi S
    • 総ページ数
      14
    • 出版者
      Humana Press, Totowa.
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 生理学研究所ホームページ

    • URL

      http://www.nips.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 行動・代謝分子解析センター 遺伝子改変動物作製室(平林研究室)ホームページ

    • URL

      http://www.nips.ac.jp/mamtg/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
  • [備考] 生理学研究所ホームページ

    • URL

      https://www.nips.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 生理学研究所

    • URL

      https://www.nips.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 行動・代謝分子解析センター 遺伝子改変動物作製室(平林研究室)

    • URL

      http://www.nips.ac.jp/mamtg/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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