マウス生殖系列成立機構と幹細胞システム制御機構の解析

2004 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 15590343
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 実験病理学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 木村 透 大阪大学, 大学院・医学系研究科, 助教授 (50280962)
• 研究分担者: 仲野 徹 大阪大学, 大学院・生命機能研究科, 教授 (00172370)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2004
• キーワード: 始原生殖細胞 / ES細胞 / Wnt / β-cateninシグナル / PI3K / Aktシグナル / 生殖細胞 / 幹細胞

研究概要

哺乳類の生殖細胞は、分化全能性幹細胞から分化する。この最初の生殖系列細胞である始原生殖細胞(PGC : primordial germ cell)は、胚性幹(embryonic stem : ES)細胞と同等の分化能をもつ胚性生殖(embryonic germ : EG)細胞に「脱分化する」という性質をもつ。Wnt/β-cateninシグナルのPGCの発生における機能解析、PI3K/AktシグナルのPGC、ES細胞における機能解析をおこなった。
(1)Wnt/β-cateninシグナルのPGCの発生における機能解析
PGCの発生過程では、Wntは発現しておらず、また、β-cateninが積極的に分解されていることから、Wnt/β-cateninシグナルは抑制されていることが分かった。PGCに、安定化型β-cateninを発現させ、Wnt/β-cateninシグナルを活性化させたところ、脱分化はおこらなかった。しかし、細胞周期に異常がおこり、生殖細胞が激減した。このように、生殖細胞の発生過程では、Wnt/β-cateninシグナルの抑制が、PGCの増殖に重要であることが明らかとなった。
(2)PI3K/AktシグナルのPGC、ES細胞における機能解析
PGC特異的ノックアウト・マウスの解析から、PI3キナーゼに拮抗する脱リン酸化酵素PTENが欠損するとPGCが全能性をもつ細胞に「脱分化する」ことを明らかにした。マウスES細胞に、活性化型Aktを発現させ、PI3K/Aktシグナルを活性化させたところ、マウスES細胞の未分化性維持に必要なサイトカインであるLIFを添加しなくても、ES細胞の未分化性・分化全能性を維持できることが分かった。マウスとは異なる機構が機能している霊長類のES細胞でも、同様の結果を得た。このように、PI3K/Aktシグナルは、種を超えて、複数の幹細胞システムを制御することが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Mili, a mammalian member of piwi family gene, is essential for spermatogenesis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kuramochi-Miyagawa et al.
  • 雑誌名: Development 131,4 ページ: 839-849
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Stage-specific expression of mouse germ cell-less-1 (mGCL-1) and multiple deformation during mgcl-1 deficient spermatogenesis leading to reduced fertility (2004)
  • 著者名/発表者名: Maekawa et al.
  • 雑誌名: Arch.Histol.Cytol. 67 ページ: 335-347
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Mili, a mammalian member of piwi family gene, is essential for spermatogenesis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kuramochi-Miyagawa S, Kimura T, Ijiri T, Asada N, Fujita Y, Ikawa M, Isobe T, Iwai N, Okabe M, Deng W, Lin H, Matsuda Y, Nakano T.
  • 雑誌名: Development 131 ページ: 839-849
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Stage-specific expression of mouse germ cell-less-1 (mGCL-1) and multiple deformation during mgcl-1 deficient spermatogenesis leading to reduced fertility. (2004)
  • 著者名/発表者名: Maekawa M, Ito C, Toyama Y, Suzuki-Toyota F, Kimura T, Nakano T, Toshimori K.
  • 雑誌名: Arch.Histol.Cytol. 67 ページ: 335-347
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Cadherin-mediated cell interaction regulate germ cell determination in mice. (2003)
  • 著者名/発表者名: Okamura et al.
  • 雑誌名: Development 130,26 ページ: 6423-6430
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Enhanced degradation of MDM2 by a nuclear envelope component, mouse germ cell-less. (2003)
  • 著者名/発表者名: Masuhara et al.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 308,4 ページ: 927-932
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Conditional loss of PTEN leads to testicular teratoma and enhances embryonic germ cell production. (2003)
  • 著者名/発表者名: Kimura et al.
  • 雑誌名: Development 130,8 ページ: 1691-1700
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Mouse germ cell-less as an essential component for nuclear integrity. (2003)
  • 著者名/発表者名: Kimura et al.
  • 雑誌名: Mol.Cell.Biol. 23,4 ページ: 1304-1315
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cadherin-mediated cell interaction regulate germ cell determination in mice. (2003)
  • 著者名/発表者名: Okamura D, Kimura T, Nakano T, Matsui Y.
  • 雑誌名: Development 130 ページ: 6423-6430
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Enhanced degradation of MDM2 by a nuclear envelope component, mouse germ cell-less. (2003)
  • 著者名/発表者名: Masuhara M, Nagao K, Nishikawa M, Kimura T, Nakano T.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 308 ページ: 927-932
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Conditional loss of PTEN leads to testicular teratoma and enhances embryonic germ cell production. (2003)
  • 著者名/発表者名: Kimura T, Suzuki A, Fujita Y, Yomogida K, Lomeli H, Asada N, Ikeuchi M, Nagy A, Mak TW, Nakano T.
  • 雑誌名: Development 130 ページ: 1691-1700
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Mouse germ cell-less as an essential component for nuclear integrity. (2003)
  • 著者名/発表者名: Kimura T.Ito C, Watanabe S, Takahashi T, Ikawa M, Yomogida K, Fujita Y, Ikeuchi M, Asada N, Matsumiya K, Okuyama A, Okabe M, Toshimori K, Nakano T.
  • 雑誌名: Mol.Cell.Biol. 23 ページ: 1304-1315
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より