| 研究領域 | 全能性プログラム：デコーディングからデザインへ |
|---|
| 研究課題/領域番号 |
20H05361
|
|---|
| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 審査区分 |
生物系
|
|---|
| 研究機関 | 京都大学 |
|---|
研究代表者 |
高島 康弘 京都大学, iPS細胞研究所, 講師 (70469930)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2021-03-31
|
| 研究課題ステータス |
中途終了 (2020年度)
|
| 配分額 *注記 |
8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
|
|---|
| キーワード | 幹細胞 / 初期発生 / 全能性 / ヒト多能性幹細胞 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
ヒト胚は8細胞期に胚性ゲノムの活性化が起こり、マウスにおける2細胞期とは異なる。胚性ゲノムの活性化は胚由来遺伝子の発現に加え、エピゲノムのリプログラミング、テロメアの伸長、HERVL等レトロトランスポゾンの発現を認め、ゲノムがダイナミックに変化し、全能性を有するとされる時期でもある。ヒト8細胞期を解析するためには、ヒト胚を利用する必要があり、不明な点が多い。本研究では、着床前胚のエピブラストに一致したヒトリセット細胞を用いてヒト全能性の獲得・発揮原理を解析すると共に卵割期遺伝子の役割、エピゲノムの変化、レトロトランスポゾンの発現変化を解析、評価する。
|
| 研究実績の概要 |
ナイーブ型ヒトiPS細胞を用いて、ヒトナイーブ型としての多能性を獲得する機構の解析を行っている。
プライム型からリセット細胞へとリプログラミングされる過程をsingle cell RNA-seqで解析を行った。時系列を追って、解析したところ、完全にナイーブ化が完了したリセット細胞クラスターを同定した。リセット細胞クラスターは、KLF17やDPPA3を中心とするリセット細胞特異的な遺伝子が発現していた。またリセット細胞クラスターの出現時期は、D14にごくわずか出現し、D19で50%程度になり、D24で大多数の細胞集団はクラスター6となることが分かった。すなわち、リセット細胞が出現するためには、2週間以上、約20日程度を要することが分かった。
興味深いことに、リセット細胞が出現し始めるD14にマイナー集団が出現した。この集団はリセット細胞として樹立された以降も1-2%程度存在し続けた。遺伝子発現を調べたところマイナークラスターは、8細胞期遺伝子を強く発現していた。
この８細胞期遺伝子を発現する細胞を可視化するために、DUX4結合領域とGFPを連結したベクターをヒトES細胞に導入し、DUX4GFP細胞を作製した。DUX4GFP細胞を利用することで、GFP陽性細胞を取得することに成功した。また純化した細胞の遺伝子発現を解析したところ、実際に８細胞期遺伝子は発現していた。一方、DUX4のノックダウン、DUX4が発現した細胞にアポトーシスを誘導し速やかに除外する系を作ったが、ナイーブ型は維持できることが分かった。すなわち、８細胞期遺伝子を発現することはヒトにおいては必要ないことを示唆する結果を得た。
|
| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
