ラット多能性幹細胞を利用した臓器欠損モデルの作製と胚盤胞補完法による臓器再生

• 研究課題/領域番号: 25290037
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 実験動物学
• 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)
• 連携研究者: 原 弘真 自治医科大学, 分子病態治療研究センター, 助教 (50751244)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円); 2015年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2014年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2013年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
• キーワード: 胚性幹細胞 / 異種キメララット / ノックアウトラット / 胚盤胞補完法 / 臓器欠損 / 人工ヌクレアーゼ / CRISPR/Cas9 / CRISPR/Cas9法 / Foxn1遺伝子 / マウスES細胞 / 胸腺 / GFP / 末梢血T細胞 / 遺伝子ターゲティングベクター / CRISPR/Cas法 / FoxN1遺伝子 / ラットES細胞 / 単為発生胚 / 生殖寄与能 / Hex遺伝子 / Prdm14遺伝子 / フォルスコリン

研究成果の概要

Pdx1遺伝子、あるいはSall1遺伝子を欠失させることでそれぞれ、膵臓、あるいは腎臓を欠損させたラットを作製した。Venus Tgラット由来ES細胞を用いて胚盤胞補完を行ったところ、ホモKOラット個体内で強いVenus陽性を呈する膵臓ならびに腎臓が再生されていた。また、Foxn1遺伝子の欠失により胸腺・T細胞を欠損したラットを作製し、GFP Tgマウス由来ES細胞で補完したところ、GFP陽性を呈する胸腺の再生が認められた。以上、同種（ラット）あるいは異種（マウス）の幹細胞からKOラット個体内で機能的に正常な目的臓器を作らせることに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Hypomorphic phenotype of Foxn1 gene-modified rats by CRISPR/Cas9 system. (2016)
  • 著者名/発表者名: Goto T, Hara H, Nakauchi H, Hochi S, Hirabayashi M.
  • 雑誌名: Transgenic Research 巻: 印刷中 号: 4 ページ: 533-544
  • DOI: 10.1007/s11248-016-9941-9
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Transgenic rat model of childhood-onset dermatitis by overexpressing telomerase reverse transcriptase (TERT) (2016)
  • 著者名/発表者名: Kaneko R, Sato A, Hamada S, Yagi T, Ohsawa I, Ohtsuki M, Kobayashi E, Hirabayashi M, and Murakami T
  • 雑誌名: Transgenic Research 巻: 17 Feb 号: 4 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1007/s11248-016-9939-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Rat blastocysts from nuclear injection and time-lagged enucleation and their commitment to embryonic stem cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hara H, Goto T, Takizawa A, Sanbo M, Jacob HJ, Kobayashi T, Nakauchi H, Hochi S, Hirabayashi M
  • 雑誌名: Cell. Reprogram. 巻: 印刷中 号: 2 ページ: 108-115
  • DOI: 10.1089/cell.2015.0084
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Lack of pulse and surge modes and glutamatergic stimulation of LH release in Kiss1 knockout rats. (2015)
  • 著者名/発表者名: Uenoyama, Y., Nakamura, S., Hayakawa, Y., Ikegami, K., Watanabe, Y., Deura, C., Minabe, S., Tomikawa, J., Goto, T., Ieda, N., Inoue, N., Sanbo, M., Tamura, C., Hirabayashi, M., Maeda, K., Tsukamura, H.
  • 雑誌名: J Neuroendocrinol 巻: 27 号: 3 ページ: 187-197
  • DOI: 10.1111/jne.12257
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Knock-in of a histone H2B-tdTomato reporter into the Rosa26 locus allows visualization of cell nuclei in rats. (2015)
  • 著者名/発表者名: GotoT, Kobayashi T, Hara H, Sanbo M, Hochi S, Nakauchi H, Hirabayashi M
  • 雑誌名: Mol. Reprod. Dev. 巻: 82 号: 12 ページ: 916-917
  • DOI: 10.1002/mrd.22584
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Derivation of embryonic stem cell lines from parthenogenetically developing rat blastocysts. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirabayashi M, Goto T, Tamura C, Sanbo M, Hara H, Kato-Itoh M, Sato H, Kobayashi T, Nakaushi H, Hochi S.
  • 雑誌名: Stem Cells and Development 巻: VOL.23 号: 2 ページ: 107-114
  • DOI: 10.1089/scd.2013.0200
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Leukemia Inhibitory Factor and Forskolin on Establishment of Rat Embryonic Stem Cell Lines (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirabayashi M, Goto T, Tamura C, Sanbo M, Hara H, Hochi S.
  • 雑誌名: Journal of Reproduction and Development 巻: 60 号: 1 ページ: 78-82
  • DOI: 10.1262/jrd.2013-109
  • NAID: 130003381862
  • ISSN: 0916-8818, 1348-4400
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of Functional Oocytes by Xeno-Ectopic Transplantation of Primordial Germ Cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Hayama T, Yamaguchi T, Kato-Itoh M, Hamanaka S, Kawarai M, Sanbo M, Tamura C, Lee YS, Yanagida A, Murayama H, Mizuno N, Umino A, Sato H, Yamazaki S, Masaki H, Kobayashi T, Hirabayashi M, Nakauchi H
  • 雑誌名: Biol Reprod 巻: 91(4) 89 号: 4 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1095/biolreprod.114.121640
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A retrospective analysis of germline competence in rat embryonic stem cell Lines (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirabayashi M
  • 雑誌名: Transgenic Res. 巻: 22 号: 2 ページ: 411-416
  • DOI: 10.1007/s11248-012-9638-7
  • 査読あり
• [学会発表] ドナー核注入後に時間をおいて除核する方法で作製したラットクローン胚盤胞 (2015)
  • 著者名/発表者名: 原 弘真, 滝澤 明子, 後藤 哲平, 三宝 誠, 小林 俊寛, 中内 啓光, 保地 眞一, 平林 真澄.
  • 学会等名: 第108回日本繁殖生物学会
  • 発表場所: 宮崎大学木花キャンパス （宮崎県宮崎市）
  • 年月日: 2015-09-19
• [学会発表] 臓器再生に向けたCRISPR/Cas9法による腎臓欠損ラットの作出 (2015)
  • 著者名/発表者名: 後藤 哲平, 原 弘真, 保地 眞一, 平林 真澄.
  • 学会等名: 第108回日本繁殖生物学会
  • 発表場所: 宮崎大学木花キャンパス （宮崎県宮崎市）
  • 年月日: 2015-09-17
• [学会発表] Production of cloned rat blastocysts with CAG/Venus-transgenic donor cells and Rosa26-H2B/tdTomato knock-in recipient oocytes. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hara H, Takizawa A, Goto A, Sanbo M, Kobayashi T, Nakauchi H, Hochi S, Hirabayashi M.
  • 学会等名: The 48th Annual Meeting of the Society for the Study of Reproduction
  • 発表場所: Puerto Rico Convention Center (プエルトリコ,U.S.A.)
  • 年月日: 2015-06-20
  • 国際学会
• [学会発表] CRISPR/Cas9法により作出したFoxN1遺伝子ノックアウトラットの解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 後藤 哲平, 原 弘真, 保地 眞一, 平林 真澄.
  • 学会等名: 第62回日本実験動物学会
  • 発表場所: 京都テルサ (京都府京都市)
  • 年月日: 2015-05-29
• [学会発表] The role of kisspeptin for defeminization/masculinization of sexual (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakamura S, Uenoyama Y, Ikegami K, Tamura C, Sambo M, Hirabayashi M, Tsukamura H, Maeda K.
  • 学会等名: The 3rd Meeting of World Congress on
  • 発表場所: Edinburgh International Conference Centre（スコットランド エジンバラ）
  • 年月日: 2014-09-03
• [学会発表] ラット性行動の発現制御におけるキスペプチンの役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中村 翔, 上野山 賀久, 池上 花奈, 田村 千尋, 三宝 誠, 平林真 澄, 束村 博子, 前多 敬一郎.
  • 学会等名: 第107回日本繁殖生物学会
  • 発表場所: 帯広畜産大学 (北海道帯広市)
  • 年月日: 2014-08-13
• [学会発表] 染色体工学技術とケノム編集技術によるヒト化薬物代謝モテル動物の作製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 香月 康宏, 小林 カオル, 平林 真澄, 佐久間 哲史, 久世 治郎, 阿部 智志, 滝口 正人, 平松 敬, 本間 和久, 梶谷 尚世, 嵩原 昇子, 香月 加奈子, 千葉 寛, 山本 卓, 押村 光雄
  • 学会等名: 第61回日本実験動物学会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
  • 年月日: 2014-05-16
• [学会発表] 単為発生胚に由来するラットES細胞株の樹立
  • 著者名/発表者名: 平林 真澄, 田村 千尋, 後藤 哲平, 三宝 誠, 保地 眞一
  • 学会等名: 第60回日本実験動物学会
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県つくば市）
• [学会発表] ラットの内部細胞塊および胚性幹細胞におけるインプリント遺伝子のDNAメチル化解析
  • 著者名/発表者名: 後藤 哲平, 田村 千尋, 三宝 誠, 保地 眞一, 平林 真澄
  • 学会等名: 第60回日本実験動物学会
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県つくば市）
• [学会発表] フォルスコリンの2i培地への添加はラットES細胞株の樹立に有効か？
  • 著者名/発表者名: 平林 真澄, 田村 千尋, 後藤 哲平, 三宝 誠, 保地 眞一
  • 学会等名: 第106回日本繁殖生物学会
  • 発表場所: 東京農工大学農学部府中キャンパス（東京都府中市）
• [学会発表] Successful derivation of rat embryonic stem cell lines from parthenogenetically developing blastocysts.
  • 著者名/発表者名: Hirabayashi M, Tamura C, Sanbo M, Goto T, Kato-Itoh M, Sato H, Kobayashi T, Nakauchi H, Hochi S.
  • 学会等名: The 64th AALAS national meeting
  • 発表場所: Baltimore Convention Center（アメリカ合衆国メリーランド州ボルティモア）
• [学会発表] DNA methylation status of imprinted genes in rat ICM cells, rat ES cells and mouse ES cells.
  • 著者名/発表者名: Goto T, Tamura C, Sanbo M, Kato-Itoh M, Kobayashi T, Nakauchi H, Hochi S, Hirabayashi M.
  • 学会等名: The 64th AALAS national meeting
  • 発表場所: Baltimore Convention Center（アメリカ合衆国メリーランド州ボルティモア）
• [学会発表] Effect of leukemia inhibitory factor and forskolin on establishment of rat embryonic stem cell lines.
  • 著者名/発表者名: Hara H, Tagiri M, Hirabayashi M, Hochi S.
  • 学会等名: The 40th IETS Annual Conference
  • 発表場所: John Ascuaga's Nugget Hotel（アメリカ合衆国ネバダ州リノ）
• [備考] 遺伝子改変動物作製室ホームページ
  • URL: http://www.nips.ac.jp/mamtg/
• [備考] 遺伝子改変動物作製室ホームページ
  • URL: http://www.nips.ac.jp/mamtg/