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De novo DNAメチル化の消去が及ぼすヒトES/iPS細胞の初期胚化の検証

研究課題

研究課題/領域番号 20H03829
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56040:産婦人科学関連
研究機関東海大学

研究代表者

福田 篤  東海大学, 医学部, 講師 (00638091)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2022年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2021年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2020年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
キーワードエピジェネティクス / 初期発生 / 幹細胞生物学
研究開始時の研究の概要

本研究では、ヒト多能性幹細胞における新規DNAメチル化酵素であるDNMT3A/3Bを抑制することにより、DNMT3A/3B欠損ヒト多能性幹細胞が、ヒトエピブラストにどの程度類似するかをトランスクリプトーム解析を通じて分子レベルで解明する。

研究成果の概要

ヒト多能性幹細胞は、体を構成するほぼ全ての細胞に分化することが可能なin vitro産物であり、カウンターパートであるヒト初期胚細胞と比較して、DNAメチル化が著しく亢進していることが明らかとなっている。本研究では、ヒト多能性幹細胞特異的なDe novo DNAメチル化を除去することで、どの程度ヒト初期胚細胞に類似出来るかを転写やエピゲノムの観点からアプローチした。
研究の結果、de novo DNAメチル化欠損が及ぼす影響は、用いる株で大きく異なることが示された。さらにDNMT3A/3Bは、女性多能性幹細胞でのX染色体不活化維持に必須であるlncRNA XIST遺伝子を制御することを発見した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ヒト多能性幹細胞は、体を構成するほぼ全ての細胞に分化可能な細胞であり、再生・細胞医療において中心的な役割を担っている。近年は、特定の疾患由来のiPS細胞など、疾患ゲノムを考慮したGenotype-Phenotype解析にも活用され、創薬開発分野でも注目を浴びている。
ヒト多能性幹細胞は、ヒトの初期胚細胞と同様の機能を持つと推測されているが、試験管産物特有の異常も報告されている。本研究では、ヒト多能性幹細胞の試験管産物特有の現象を解明することで、より高品質なヒト多能性幹細胞の作製と応用的基盤の構築を目指すことを目的とした。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件)

  • [雑誌論文] Nanosheet coating improves stability of human pluripotent stem cell culture on glass substrates2023

    • 著者名/発表者名
      Sakata Yuka、Zhang Hong、Sugiyama Akiko、Motosugi Nami、Kimura Hiroshi、Okamura Yosuke、Fukuda Atsushi
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 650 ページ: 55-61

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2023.01.077

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] De-erosion of X chromosome dosage compensation by the editing of XIST regulatory regions restores the differentiation potential in hPSCs2022

    • 著者名/発表者名
      Motosugi Nami、Sugiyama Akiko、Okada Chisa、Otomo Asako、Umezawa Akihiro、Akutsu Hidenori、Hadano Shinji、Fukuda Atsushi
    • 雑誌名

      Cell Reports Methods

      巻: 2 号: 12 ページ: 100352-100352

    • DOI

      10.1016/j.crmeth.2022.100352

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] De novo DNA methyltransferases DNMT3A and DNMT3B are essential for XIST silencing for erosion of dosage compensation in pluripotent stem cells2021

    • 著者名/発表者名
      Fukuda Atsushi、Hazelbaker Dane Z.、Motosugi Nami、Hao Jin、Limone Francesco、Beccard Amanda、Mazzucato Patrizia、Messana Angelica、Okada Chisa、San Juan Irune Guerra、Qian Menglu、Umezawa Akihiro、Akutsu Hidenori、Barrett Lindy E.、Eggan Kevin
    • 雑誌名

      Stem Cell Reports

      巻: 16 号: 9 ページ: 2138-2148

    • DOI

      10.1016/j.stemcr.2021.07.015

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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