発生転換点におけるエピゲノム形成とヒト-マウス始原生殖細胞の比較エピゲノム解析

• 研究領域: 生殖細胞のエピゲノムダイナミクスとその制御
• 研究課題/領域番号: 26112515
• 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: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 阿部 訓也 国立研究開発法人理化学研究所, バイオリソースセンター, チームリーダー (40240915)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円); 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: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
• キーワード: 始原生殖細胞 / 着床 / エピブラスト幹細胞 / 遺伝子発現 / GS細胞 / エピゲノム / 細胞分化 / Ｘ染色体不活性化 / EpiSC

研究実績の概要

H27年度までに、着床前後のマウス胚体をエピブラスト、胚体外外胚葉、臓側内胚葉の組織に分け、それぞれの胚組織における遺伝子発現プロファイルを取得、解析し、着床前後で大規模な遺伝子発現の遷移が生じることを明らかにした。また、エピブラスト幹細胞（EpiSC細胞）は着床後のエピブラストのモデル細胞として有用であるが、Wnt阻害剤を用いることにより、従来の方法に比し樹立効率を飛躍的に向上させた画期的なEpiSC細胞樹立法の開発に成功した。この培養技術を応用し、naive型幹細胞であるES細胞からprimed型幹細胞であるEpiSC様細胞へと効率よく分化させる系を確立した。今後、このin vitroモデル系を用いて、着床前後に生じるエピゲノム変動の実態とその意義の解明を目指す。
GS (Germline Stem)細胞は、試験管内で無限に増殖可能であり、精細管に移植することにより、精子を形成する能力を持つユニークな幹細胞である。このGS細胞の継代を続けると、しばしば造精能を喪失した株が出現するが、恐らくエピゲノム変化により精子形成能が低下したものと推察される。この造精能を欠損したGS細胞と正常GS細胞の発現プロファイル比較により、発現差のある約200の遺伝子を抽出し、その中から生殖細胞分化に重要と思われるエピゲノム制御因子を含む複数の遺伝子を見出した。今後は、これらの遺伝子機能の解析を通じて精子形成に必要な遺伝子、そのエピゲノム制御の解析を行っていく。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Cellular Dynamics of Mouse Trophoblast Stem Cells: Identification of a Persistent Stem Cell Type. (2016)
  • 著者名/発表者名: Motomura K, Oikawa M, Hirose M, Honda A, Togayachi S, Miyoshi H, Ohinata Y, Sugimoto M, Abe K, Inoue K, Ogura A.
  • 雑誌名: Biology of Reproduction 巻: 未定
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Pluripotent stem cells derived from mouse primordial germ cells by small molecule compounds. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kimura T et al.
  • 雑誌名: Stem Cells 巻: 33 号: 1 ページ: 45-55
  • DOI: 10.1002/stem.1838
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Generation of cloned mice from adult neurons by direct nuclear transfer. (2015)
  • 著者名/発表者名: Mizutani E, Oikawa M, Kassai H, Inoue K, Shiura H, Hirasawa R, Kamimura S, Matoba S, Ogonuki N, Nagatomo H, Abe K, Wakayama T, Aiba A, Ogura A
  • 雑誌名: Biology of Reproduction 巻: 92 号: 3 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1095/biolreprod.114.123455
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A Simple and Robust Method for Establishing Homogeneous Mouse Epiblast Stem Cell Lines by Wnt Inhibition (2015)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto M, Kondo M, Koga Y, Shiura H, Ikeda R, Hirose M, Ogura A, Murakami A, Yoshiki A, Chuva de Sousa Lopes SM, Abe K
  • 雑誌名: Stem Cell Reports 巻: 4 号: 4 ページ: 744-757
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2015.02.014
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Trichostatin A specifically improves the aberrant expression of transcription factor genes in embryos produced by somatic cell nuclear transfer. (2015)
  • 著者名/発表者名: Inoue K, Oikawa M, Kamimura S, Ogonuki N, Nakamura T, Nakano T, Abe K, Ogura A.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 5 号: 1 ページ: 10127-10127
  • DOI: 10.1038/srep10127
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Development of a general-purpose method for cell purification using Cre/loxP-mediated recombination. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kuroki S, Akiyoshi M, Ideguchi K, Kitano S, Miyachi H, Hirose M, Mise N, Abe K, Ogura A, Tachibana M.
  • 雑誌名: Genesis. 巻: 53(6) 号: 6 ページ: 387-93
  • DOI: 10.1002/dvg.22863
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Trichostatin A specifically improves the aberrant expression of transcription factor genes in embryos produced by somatic cell nuclear transfer. (2015)
  • 著者名/発表者名: Inoue K, Oikawa M, Kamimura S, Ogonuki N, Nakamura T, Nakano T, Abe K, Ogura A.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: in press
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Understanding the X chromosome inactivation cycle in mice: A comprehensive view provided by nuclear transfer. (2014)
  • 著者名/発表者名: Oikawa M, Inoue K, Shiura H, Matoba S, Kamimura S, Hirose M, Mekada K, Yoshiki A, Tanaka A, Abe K, Ishino F, Ogura A.
  • 雑誌名: Epigenetics 巻: 9 号: 2 ページ: 204-211
  • DOI: 10.4161/epi.26939
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genome-wide analysis of the chromatin composition of histone H2A and H3 variants in mouse embryonic stem cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yukawa, M. et al.
  • 雑誌名: PLOS One 巻: 9 号: 3 ページ: e92689-e92689
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0092689
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Prdm9 Polymorphism Unveils Mouse Evolutionary Tracks (2014)
  • 著者名/発表者名: Kono H, Tamura M, Osada N, Suzuki H, Abe K, Moriwaki K, Ohta K, Shiroishi T
  • 雑誌名: DNA Research 巻: - 号: 3 ページ: 315-326
  • DOI: 10.1093/dnares/dst059
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Whole-mount MeFISH : A novel technique for simultaneous visualization of specific DNA methylation and protein/RNA expression (2014)
  • 著者名/発表者名: Shiura, H. ; Okamoto, A. ; Sasaki, H. ; Abe, K.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 9-4 号: 4 ページ: e95750-e95750
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0095750
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Xist / Tsix expression dynamics during mouse peri-implantation development revealed by whole-mount 3D RNA-FISH (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirosuke Shiura, Kuniya Abe
  • 学会等名: 29th International Mammalian Genome Conference
  • 発表場所: 横浜市開港記念会館（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2015-11-08
  • 国際学会
• [学会発表] WNT inhibition facilitates the establishment of stable and homogeneous EpiSCs (2015)
  • 著者名/発表者名: Michihiko Sugimoto, Kuniya Abe
  • 学会等名: 29th International Mammalian Genome Conference
  • 発表場所: 横浜市開港記念会館（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2015-11-08
  • 国際学会
• [学会発表] ナイーブ型とプライム型を分けるエピジェネティックバリアーにおけるDNAメチル化の役割 (2015)
  • 著者名/発表者名: 浦大樹、阿部訓也、丹羽仁史
  • 学会等名: 日本遺伝学会第87回大会
  • 発表場所: 東北大学川内北キャンパス（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2015-09-25
• [学会発表] Germline Stem (GS)細胞の精子形成能獲得に必要な遺伝子の探索 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木伸之介、池田理恵子、浦大樹、佐藤卓也、小川毅彦、阿部訓也
  • 学会等名: 第108回日本繁殖生物学会大会
  • 発表場所: 宮崎大学木花キャンパス（宮崎県宮崎市）
  • 年月日: 2015-09-18
• [学会発表] A Simple and Robust Method for Establishing Homogeneous Mouse Epiblast Stem Cell Lines by WNT Inhibition (2015)
  • 著者名/発表者名: Kuniya Abe, Michihiko Sugimoto, Masayo Kondo, Yumiko Koga, Hirosuke Shiura, Susana M. Chuva de Sousa Lopes
  • 学会等名: International Society for Stem Cell Research 2015 Annual Meeting
  • 発表場所: Stockholm, Sweden
  • 年月日: 2015-06-25
  • 国際学会
• [学会発表] tw5 and mouse early embryogenesis: developmental genetics of t-complex (2015)
  • 著者名/発表者名: Kuniya Abe, Karen Artzt, Michihiko Sugimoto
  • 学会等名: 日本発生生物学会第48回年会 シンポジウム
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2015-06-05
  • 招待講演
• [学会発表] ホールマウントRNA-FISHによるマウス着床期におけるXist/Tsix発現動態解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 志浦寛相、阿部訓也
  • 学会等名: 第9回日本エピジェネティクス研究会年会
  • 発表場所: 学術総合センター一橋講堂（東京都千代田区）
  • 年月日: 2015-05-25
• [学会発表] 分化能の異なる２つの多能性状態における転写因子とDNAメチル化の関係について (2015)
  • 著者名/発表者名: 浦大樹、阿部訓也
  • 学会等名: 第9回日本エピジェネティクス研究会年会
  • 発表場所: 学術総合センター一橋講堂（東京都千代田区）
  • 年月日: 2015-05-25
• [学会発表] Xist/Tsix発現から見るマウス着床期におけるX不活性化ダイナミクス (2014)
  • 著者名/発表者名: 志浦寛相、阿部訓也
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-11-25
• [学会発表] Vps52および関連遺伝子のマウス胚発生における役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 杉本道彦、田村勝、阿部訓也
  • 学会等名: 日本遺伝学会第85回大会
  • 発表場所: 長浜バイオ大学（滋賀県長浜市）
  • 年月日: 2014-09-19
• [学会発表] Xist/Tsix発現から見るマウス着床期におけるX不活性化ダイナミクス (2014)
  • 著者名/発表者名: 志浦寛相、阿部訓也
  • 学会等名: 日本遺伝学会第85回大会
  • 発表場所: 長浜バイオ大学（滋賀県長浜市）
  • 年月日: 2014-09-17
• [学会発表] 哺乳類発生過程におけるエピゲノム動態解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 阿部訓也
  • 学会等名: 第28回環境ホルモン学会
  • 発表場所: 東京大学（東京都文京区）
  • 年月日: 2014-06-19
  • 招待講演
• [学会発表] Whole-mount MeFISH：特定DNA配列メチル化と遺伝子／タンパク発現の同時イメージング (2014)
  • 著者名/発表者名: 志浦 寛相、 岡本 晃充、佐々木 裕之、阿部 訓也
  • 学会等名: 第8回 日本エピジェネティクス研究会年会
  • 発表場所: 伊藤国際学術研究センター（東京都文京区）
  • 年月日: 2014-05-26
• [図書] 実験医学別冊 次世代シークエンス解析スタンダード (2014)
  • 著者名/発表者名: 池田理恵子、阿部訓也
  • 総ページ数: 401
  • 出版者: 羊土社
• [図書] 実験医学別冊 次世代シークエンス解析スタンダード (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木雅子、阿部訓也
  • 総ページ数: 401
  • 出版者: 羊土社
• [図書] Advances in Intravital Microscopy: From Basic to Clinical Research (2014)
  • 著者名/発表者名: Cao, L. and Abe, K.
  • 総ページ数: 418
  • 出版者: Springer
• [備考] ヒト型多能性幹細胞の高効率樹立・安定維持技術を開発
  • URL: http://www.riken.jp/pr/press/2015/20150327_1/digest/