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2017 年度 実績報告書

in vitroにおけるPGC産生および分化のための新規培養系開発

計画研究

研究領域動物における配偶子産生システムの制御
研究課題/領域番号 25114006
研究機関九州大学

研究代表者

林 克彦  九州大学, 医学研究院, 教授 (20287486)

研究期間 (年度) 2013-06-28 – 2018-03-31
キーワード卵母細胞 / ES/iPS細胞 / 原始卵胞
研究実績の概要

本研究ではこれまでに、多能性幹胞から個体発生能を持つ卵母細胞を誘導できる培養系を世界に先駆けて開発した。この培養系では多能性幹細胞から誘導した始原生殖細胞を生殖巣体細胞と凝集させた再構成卵巣を培養膜上で培養することで、二次卵胞を形成させ、それらを成長培養することにより十分に成長した卵母細胞を得ることができる。この卵母細胞を体外成熟・受精させることで、新生仔を得ることができる。
上述する培養系の開発の中で、興味深いことが明らかとなった。それはこの培養系では原始卵胞(卵巣の中で最も未成熟な状態で休止する卵母細胞をもつ卵胞)が形成されないことである。そこで、生体内と体外培養系での卵母細胞系列の分化の相違をトランスクリプトームで比較解析した。主成分分析法で比較すると、生体内のみ特異的に認められる卵母細胞の分化パターンが認めれた。この遺伝子発現パターンは個体が成長しても変化しないことから、休止状態にある原始卵胞中の卵母細胞であることを示唆している。
次に原始卵胞を形成する生体内の卵母細胞に特異的に発現する遺伝子18個を単離した。これらの中にはFoxo3やFiglaといった、これまで原始卵胞の形成・維持に寄与することが既に報告されている遺伝子が含まれていた。これらの遺伝子のうち、機能的に未知のもの選択し、体外培養系の卵母細胞に強制発現した。その結果、強制発現した卵母細胞において成長の休止を呈するものが認められた。このことから、これらの遺伝子が卵母細胞の休止を促す機能をもつと考えられた。これらの知見は、これまで不明な点の多い原始卵胞における卵母細胞の休止メカニズムについての分子基盤を提供するものである。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 7件、 招待講演 14件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] ドイツ・ライボビッツ野生動物保護研究所/マックスデュルブリック医学研究所(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      ドイツ・ライボビッツ野生動物保護研究所/マックスデュルブリック医学研究所
  • [雑誌論文] Bone morphogenetic protein and retinoic acid synergistically specify female germ‐cell fate in mice2017

    • 著者名/発表者名
      Miyauchi Hidetaka、Ohta Hiroshi、Nagaoka So、Nakaki Fumio、Sasaki Kotaro、Hayashi Katsuhiko、Yabuta Yukihiro、Nakamura Tomonori、Yamamoto Takuya、Saitou Mitinori
    • 雑誌名

      The EMBO Journal

      巻: 36 ページ: 3100~3119

    • DOI

      doi: 10.15252/embj.201796875

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stem cells, in vitro gametogenesis and male fertility2017

    • 著者名/発表者名
      Nagamatsu Go、Hayashi Katsuhiko
    • 雑誌名

      Reproduction

      巻: 154 ページ: F79~F91

    • DOI

      doi: 10.1530/REP-17-0510

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reconstitution of mouse oogenesis in a dish from pluripotent stem cells2017

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Katsuhiko、Hikabe Orie、Obata Yayoi、Hirao Yuji
    • 雑誌名

      Nature Protocols

      巻: 12 ページ: 1733~1744

    • DOI

      doi: 10.1038/nprot.2017.070

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 卵母細胞分化培養系から得られる新知見2018

    • 著者名/発表者名
      林克彦
    • 学会等名
      第13回生殖発生医学
    • 招待講演
  • [学会発表] In vitro reconstitution of oogenesis in the mouse; how to establish the culture system, mostly empirical2018

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiko Hayashi
    • 学会等名
      Asia-Pacific Bioinformatics Conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Understanding of oogenesis by stem cell-based technologies2018

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiko Hayashi
    • 学会等名
      KEY Forum 2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of a Model Culture System to Produce Eggs in Vitro2017

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiko Hayashi
    • 学会等名
      Ovarian Club X
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 卵母細胞の再構築系で見えてくるもの2017

    • 著者名/発表者名
      林克彦
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 卵子の再生技術から見えてくるもの2017

    • 著者名/発表者名
      林克彦
    • 学会等名
      第62回日本生殖医学会学術講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] Possibility of gametogenesis in vitro from stem cells; what we need for application -2017

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiko Hayashi
    • 学会等名
      PSRM2017
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 皮膚からの卵子作製 ~マウス知見をもとに~2017

    • 著者名/発表者名
      林克彦
    • 学会等名
      日本IVF学会
    • 招待講演
  • [学会発表] Understanding of PGC-oocyte differentiation using in vitro reconstitution system2017

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiko Hayashi
    • 学会等名
      World Congress of Reproductive Biology
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 卵母細胞の形成機構の解明と再生〜体内と培養系の狭間にみえてくるもの〜2017

    • 著者名/発表者名
      林克彦
    • 学会等名
      第35回日本受精着床学会
    • 招待講演
  • [学会発表] Reconstitution As a Tool for a Better Understanding of Germ Cell Development2017

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiko Hayashi
    • 学会等名
      Society for the Study on Reproduction
    • 招待講演
  • [学会発表] Verification of Artificial Oocytes from Stem Cells2017

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiko Hayashi
    • 学会等名
      Gordon Research Conference
    • 招待講演
  • [学会発表] FUNCTIONAL EGGS CREATED IN A DISH FROM MOUSE PLURIPOTENT STEM CELLS2017

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiko Hayashi
    • 学会等名
      ISSCR
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Molecular mechanisms underlying differentiation from primordial germ cells to oocytes2017

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiko Hayashi
    • 学会等名
      Japanese Society of Developmental Biologists
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会・シンポジウム開催] The International Research Symposium on Regulation of Germ Cell Development in vivo and in vitro2017

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公開日: 2018-12-17  

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