マウス精子幹細胞ニッシェにおけるG蛋白質分子の役割の解明

• 研究領域: 配偶子幹細胞制御機構
• 研究課題/領域番号: 21116505
• 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: 篠原 美都 京都大学, 医学研究科, 助教 (10372591)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円); 2010年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2009年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
• キーワード: 遺伝学 / 発生・分化 / 幹細胞 / 生殖

研究概要

精子幹細胞ニッシェは精細管の基底膜と支持細胞であるセルトリ細胞により構成されている。本研究ではニッシェ制御に関わると見られる分子の解明を目的としている。本年度の研究ではG蛋白質分子のRacがニッシェへの幹細胞のホーミングに関わる役割を調べた。Quantitative RT-PCRにより精巣から抗EPCAM抗体を用いたMagnetic sortingにより濃縮した精原細胞集団および精子幹細胞の長期培養系(Germline stem : GS細胞)についてRacの発現を調べたところ、Rac1が強い発現を示すことが分かった。
Rac1の発現はGS細胞のlamininへの接着によって亢進し、一方GS細胞の増殖促進因子であるFGF2やGDNFにより低下した。そこでRacのDominant active(DA)およびDominant negative(DN)を強制発現させたGS細胞を樹立した。DA-Rac細胞とDN-Rac細胞はいずれも精原細胞マーカーの発現に野生型と差異が見られなかったが、DN-Rac細胞にて増殖やラミニンへの接着の亢進が認められた。さらにDN-Rac細胞は精巣内移植によりコロニー形成率が亢進し、またserial transplantationにより自己複製活性も亢進していることが分かった。またホーミング現象を試験管内で再現するため、セルトリ細胞をフィーダーとした培養系の開発を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Homologous recombination in rat germline stem cells. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kanatsu-Shinohara M., Kato-Itoh M., Ikawa M., Takehashi M., Sanbo M., Morioka Y., Tanaka T., Morimoto H., Hirabayashi M., Shinohara T.
  • 雑誌名: Biol.Reprod. 巻: (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unstable side population phenotype of mouse spermatogonial stem cells in vitro. (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinohara T., Ishii K., Kanatsu-Shinohara M.
  • 雑誌名: J.Reprod.Dev. 巻: (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Serum- and feeder-free culture of mouse germline stem cells. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kanatsu-Shinohara M., Inoue K., Ogonuki N., Morimoto H., Ogura A., Shinohara T.
  • 雑誌名: Biol.Reprod. 巻: 84 ページ: 97-105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neonatal mouse testis-derived multipotent germline stem cells improve the cardiac function of acute ischemic heart mouse model (2010)
  • 著者名/発表者名: Iwasa T., Baba S., Doi H., Kaichi S., Yokoo N., Miwa T., Kanatsu-Shinohara M., Shinohara T., Nakahata T., Heike T
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 巻: 400 ページ: 27-33
  • 査読あり
• [雑誌論文] Germline modification using mouse spermatogonial stem cells. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kanatsu-Shinohara M., Shinohara T..
  • 雑誌名: Methods Enzymol. 巻: 477 ページ: 17-36
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transmission distortion by loss of p21 or p27 cyclin-dependent kinase inhibitors following competitive spermatogonial transplantation. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kanatsu-Shinohara M., Takashima S., Shinohara T.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic influences in mouse spermatogonial stem cell self-renewal. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kanatsu-Shinohara M., Ogonuki N., Miki H., Inoue K., Morimoto H., Takashima S.Ogura A., Shinohara T.
  • 雑誌名: J.Reprod.Dev. 56(1) ページ: 145-153
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phenotypic plasticity of mouse spermatogonial stem cells. (2009)
  • 著者名/発表者名: Morimoto H., Kanatsu-Shionohara M., Takashima S., Chuma S., Nakatsuji N., Shinohara T.
  • 雑誌名: PLoS One. 4(11)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bone marrow engraftment but limited expansion of hematopoietic cells from multipotent germline stem cells derived from neonatal mouse testis. (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoshimoto M., Heike T., Chang H., Kanatsu-Shinohara M., Baba S., Varnau J.T., Shinohara T., Yoder M, C., Nakahata T.
  • 雑誌名: Exp.Hematol. 37(12) ページ: 1400-1410
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic reconstitution of mouse spermatogonial stem cell self-renewal in vitro by Ras/cyclin D2 activation. (2009)
  • 著者名/発表者名: Lee J., Kanatsu-Shinohara M., Morimoto H., Kazuki Y., Takashima S., Oshimura M., Toyokuni S., Shinohara T.
  • 雑誌名: Cell Stem Cell 5(1) ページ: 76-86
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large-scale production of growing oocytes in vitro from neonatal mouse ovaries. (2009)
  • 著者名/発表者名: Honda A., Hirose M., Inoue K., Hiura H., Miki H., Ogonuki N., Sugimoto M., Abe K., Kanatsu-Shinohara M., Kono T., Shinohara T., Ogura A.
  • 雑誌名: Int.J., Dev.Biol. 53(4) ページ: 605-613
  • 査読あり
• [学会発表] 生殖細胞特異的な遺伝情報場の継承のメカニズムの解明 (2010)
  • 著者名/発表者名: 篠原美都
  • 学会等名: アステラス病態代謝研究会 第41回研究報告会
  • 発表場所: 東京・経団連会館
  • 年月日: 2010-10-16
• [学会発表] Positive and negative regulators of mouse spermatogonial stem cell self-renewal (2010)
  • 著者名/発表者名: Takashi Shinohara, Seiji Takashima, Mito Kanatsu-Shinohara
  • 学会等名: 11^<th> International Symposium on Spematology
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター
  • 年月日: 2010-06-26
• [学会発表] CDKインヒビターp21とp27による精子幹細胞の制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 篠原美都
  • 学会等名: 新学術領域「配偶子制御」第三回領域会議
  • 発表場所: 筑波大学附属下田臨海実験センター
• [学会発表] 精子幹細胞の制御におけるCDKインヒビターp21とp27の関与 (2010)
  • 著者名/発表者名: 篠原美都
  • 学会等名: 特定領域研究「細胞増殖制御」班会議
  • 発表場所: 門司港ホテル
• [学会発表] マウス精子幹細胞ニッシェ制御におけるG蛋白質分子の役割の解明 (2010)
  • 著者名/発表者名: 篠原美都
  • 学会等名: 新学術領域研究「配偶子制御」第4回領域会議
  • 発表場所: 葉山・IPC生産性国際交流センタ
• [図書] seriesモデル動物利用マニュアル「生物機能モデルと新しいリソース・リサーチツール」 (2011)
  • 著者名/発表者名: 篠原隆司・篠原美都
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: 株式会社エル・アイ・シー