多能性幹細胞を用いた三次元精巣組織の再構築による完全体外精子形成法の開発

• 研究課題/領域番号: 26713012
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 医化学一般
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 佐藤 卓也 横浜市立大学, 生命医科学研究科, 特任助教 (70599505)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 23,270千円 (直接経費: 17,900千円、間接経費: 5,370千円); 2017年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2016年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2015年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2014年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
• キーワード: 体外精子形成誘導 / 精巣オルガノイド / ゲノム編集 / 精子幹細胞 / 器官培養 / セルトリ細胞 / 精子形成 / 精巣 / オルガノイド / 再生医学 / 発生・分化

研究成果の概要

本研究は、精子形成の場である精細管をde novoに創り出し精巣オルガノイドの作製を目指している。そのため、精細管の主要構成細胞であるセルトリ細胞を多能性幹細胞からの分化誘導法の確立を行った。まず、セルトリ細胞特異的に発現する遺伝子Sox9にEGFPがノックインされたマウスからSox9-EGFP ES細胞を樹立した。さらに3つの転写因子をテトラサイクリン誘導システムに組み込んだベクターを作製し、Sox9-GFP ES細胞に導入した。樹立したES細胞を成長因子で分化誘導した後に、適当なタイミングで転写因子を強制発現させることで、Sox9-EGFP発現細胞を多数誘導することに成功した。

研究成果

• [国際共同研究] Queen’s University Belfast(英国)
• [雑誌論文] A monolayer microfluidic device supporting mouse spermatogenesis with improved visibility. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka H, Komeya M, Nakamura H, Sanjo H, Sato T, Yao M, Kimura H, Fujii T, Ogawa T.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 印刷中 号: 4 ページ: 885-891
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.04.180
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of an Ex Vivo Tissue Model to Investigate Radiobiological Effects on Spermatogenesis. (2018)
  • 著者名/発表者名: Fukunaga H, Kaminaga K, Sato T, Usami N, Watanabe R, Butterworth KT, Ogawa T, Yokoya A, Prise KM.
  • 雑誌名: Radiat Res. 巻: 印刷中 号: 6 ページ: 661-667
  • DOI: 10.1667/rr14957.1
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] In vitro mouse spermatogenesis with an organ culture method in chemically defined medium. (2018)
  • 著者名/発表者名: Sanjo H, Komeya M, Sato T, Abe T, Katagiri K, Yamanaka H, Ino Y, Arakawa N, Hirano H, Yao T, Asayama Y, Matsuhisa A, Yao M, Ogawa T.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 12 号: 2 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0192884
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Pumpless microfluidic system driven by hydrostatic pressure induces and maintains mouse spermatogenesis in vitro. (2017)
  • 著者名/発表者名: Komeya M, Hayashi K, Nakamura H, Yamanaka H, Sanjo H, Kojima K, Sato T, Yao M, Kimura H, Fujii T, Ogawa T.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 13 号: 1 ページ: 15459-15459
  • DOI: 10.1038/s41598-017-15799-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A noncoding RNA containing a SINE-B1 motif associates with meiotic metaphase chromatin and has an indispensable function during spermatogenesis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakajima R, Sato T, Ogawa T, Okano H, Noce T.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 28 号: 6 ページ: 1-19
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0179585
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Evaluation of Culture Time and Media in an In Vitro Testis Organ Culture System. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakamura N, Merry GE, Inselman AL, Sloper DT, Del Valle PL, Sato T, Ogawa T, Hansen DK.
  • 雑誌名: Birth Defects Res. 巻: 17 号: 7 ページ: 465-474
  • DOI: 10.1002/bdr2.1002
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] SHISA6 Confers Resistance to Differentiation-Promoting Wnt/β-Catenin Signaling in Mouse Spermatogenic Stem Cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tokue M, Ikami K, Mizuno S, Takagi C, Miyagi A, Takada R, Noda C, Kitadate Y, Hara K, Mizuguchi H, Sato T, Taketo MM, Sugiyama F, Ogawa T, Kobayashi S, Ueno N, Takahashi S, Takada S, Yoshida S.
  • 雑誌名: Stem Cell Reports. 巻: 8 号: 3 ページ: 561-575
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2017.01.006
  • NAID: 120005997826
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Spermatogenesis in Explanted Fetal Mouse Testis Tissues. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kojima K, Sato T, Naruse Y, Ogawa T.
  • 雑誌名: Biology of Reproduction 巻: 95 号: 3 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1095/biolreprod.116.140277
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Long-term ex vivo maintenance of testis tissues producing fertile sperm in a microfluidic device (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Komeya, H. Kimura, H. Nakamura, T. Yokonishi, T. Sato, K. Kojima, K. Hayashi, K. Katagiri, H. Yamanaka, H. Sanjo, M. Yao, S. Kamimura, K. Inoue, N. Ogonuki, A. Ogura, T. Fujii, T. Ogawa
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 号: 1 ページ: 21472-21472
  • DOI: 10.1038/srep21472
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Genome Editing in Mouse Spermatogonial Stem Cell Lines Using TALEN and Double-Nicking CRISPR/Cas9. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sato T, Sakuma T, Yokonishi T, Katagiri K, Kamimura S, Ogonuki N, Ogura A, Yamamoto T, Ogawa T.
  • 雑誌名: Stem Cell Reports 巻: 5 号: 1 ページ: 75-82
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2015.05.011
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] In Vitro Spermatogenesis in Explanted Adult Mouse Testis Tissues. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sato T, Katagiri K, Kojima K, Komeya M, Yao M, Ogawa T.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10 号: 2 ページ: e0116660-e0116660
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0116660
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 精子幹細胞研究の展望 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐藤卓也、小川毅彦
  • 雑誌名: 臨床婦人科産科 巻: 69 ページ: 786-790
• [雑誌論文] Offspring production with sperm grown in vitro from cryopreserved testis tissues (2014)
  • 著者名/発表者名: Yokonishi T, Sato T, Komeya M, Katagiri K, Kubota Y, Nakabayashi K, Hata K, Inoue K, Ogonuki N, Ogura A, Ogawa T
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 5 号: 1 ページ: 4320-4320
  • DOI: 10.1038/ncomms5320
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 精子幹細胞と精子形成：ex vivo cultureの可能性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤卓也・横西哲広・小川毅彦
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 32 ページ: 859-859
• [学会発表] マウス精巣由来セルトリ細胞の機能を維持した増殖培養法の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮本 杏梨, 佐藤 卓也,秋山 治彦, 矢尾正祐, 小川 毅彦
  • 学会等名: 第４０回 日本分子生物学会年会
• [学会発表] ゲノム編集技術をもちいた培養精子幹細胞株の遺伝子改変 (2017)
  • 著者名/発表者名: 佐藤卓也
  • 学会等名: 第105回日本泌尿器科学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] 器官培養による成熟マウス精巣のin vitro精子形成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐藤卓也、片桐久美子、小島一晃、古目谷暢、矢尾正祐、小川毅彦
  • 学会等名: 第10回日本生殖再生医学会
  • 発表場所: メルパルク京都(京都府京都市)
  • 年月日: 2015-03-22
• [学会発表] ゲノム編集技術をもちいた培養精子幹細胞株の遺伝子改変法の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤卓也、佐久間哲史、片桐久美子、越後貫成美、小倉淳郎、山本卓、小川毅彦
  • 学会等名: 第37回分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27