研究課題
本研究では、ヒト生殖細胞発生過程の試験管内再構成を発展させ、ヒト生殖細胞の発生機構とその異常に関する特段の知見を得る基盤を形成する。具体的には、マウス・カニクイザルをモデル生物とし、またヒト細胞を用い、1) 規定条件に基づくマウス始原生殖細胞様細胞 (primordial germ cell-like cells: PGCLCs) の雌雄生殖細胞への分化制御法の開発、2) カニクイザルPGCLCsのエピゲノムリプログラミング誘導法・雌雄生殖細胞への分化制御法の開発、3) ヒトPGCLCsのエピゲノムリプログラミング誘導法・雌雄生殖細胞への分化制御法の開発、4) ヒトiPSCsからのヒト生殖巣体細胞系譜の誘導法の開発、の4つの研究を統合的に推進する。本研究により、マウス・サル・ヒトにおいて、生殖細胞発生過程に伴う顕著な現象（エピゲノムリプログラミングと雌雄分化）が試験管内で再現可能となると期待される。1) では、マウスPGCLCsの増殖培養法の改善、雌性分化法の確立、雌性分化の転写制御機構の解明、雄性分化機構を検証するレポーターシステムの確立、2) では、カニクイザルESCsの安定した培養法の確立、カニクイザルPGCLCsに高効率で分化可能な雌雄ESCsの同定、カニクイザルPGCLCs分化をモニターするレポーターESCsの樹立、3) では、高効率でヒトPGCLCsが誘導される雌雄ヒトiPSCsの選定、ヒトPGCLCs形成過程の転写制御機構の解明、ヒトPGCLCsを増殖させる方法論の開発、ヒトPGCLCsをマウス胎児卵巣体細胞と凝集培養する方法（ヒト・マウス異種間再構成卵巣）を用い、ヒトPGCLCsを分化・成熟させる方法論の開発、4) では、マウス・カニクイザル・ヒト試料を用いて生殖巣体細胞発生に至る経路の同定、ヒト生殖巣体細胞系譜分化のレポーターシステムの確立、を行った。
2: おおむね順調に進展している
本研究では、上述したように、1) 規定条件に基づくマウスPGCLCsの雌雄生殖細胞への分化制御法の開発、2) カニクイザルPGCLCsのエピゲノムリプログラミング誘導法・雌雄生殖細胞への分化制御法の開発、3) ヒトPGCLCsのエピゲノムリプログラミング誘導法・雌雄生殖細胞への分化制御法の開発、4) ヒトiPSCsからのヒト生殖巣体細胞系譜の誘導法の開発、の4つの研究を統合的に推進中である。1) に関しては、マウスPGCLCsの雌性分化誘導法を確立し、それに基づく様々な解析を推進出来つつある。また、雄性分化機構を検証するレポーターシステムも確立出来、雄性分化因子の探索を推進しつつある。2) に関しては、様々な条件検討の結果、カニクイザルESCsを安定して未分化な状態で培養する方法を確立し、また多数のESC株の中から高効率でPGCLCsに分化する株を決定出来、PGCLC分化レポーターも作成出来た。3) に関しては、ヒトPGCLCsの増殖法を確立し、またヒト・マウス異種間再構成卵巣法により、ヒトPGCLCsのエピゲノムリプログラミングを誘導し、それらをoogoniaもしくはgonocyteの状態に分化させることに成功した。4) に関しては、これまで不明であった、生殖巣体細胞の分化経路を明らかに出来つつあり、またヒト生殖巣体細胞系譜分化のレポーターシステムも確立出来た。これら成果を基盤に、本研究の目標達成に向け着実に研究を推進しつつある。
本研究では、上述したように、1) 規定条件に基づくマウスPGCLCsの雌雄生殖細胞への分化制御法の開発、2) カニクイザルPGCLCsのエピゲノムリプログラミング誘導法・雌雄生殖細胞への分化制御法の開発、3) ヒトPGCLCsのエピゲノムリプログラミング誘導法・雌雄生殖細胞への分化制御法の開発、4) ヒトiPSCsからのヒト生殖巣体細胞系譜の誘導法の開発、の4つの研究を統合的に推進中である。1) に関しては、マウスPGCLCsの雌性化を決定する転写機構の解明、雌性化過程、特に減数分裂誘導に付随する染色体動態のライブイメージング系の確立、雄性化を誘導するサイトカインや化合物のスクリーニングと雄性化機構の解明、2) に関しては、至適なPGCLC誘導法の検討、カニクイザルPGCLCsと初期PGCs形成過程の遺伝子発現の詳細な比較解析、1) 、3) の成果に基づく、カニクイザルPGCLCsの分化・成熟、エピゲノムリプログラミング及び雌雄生殖細胞への分化誘導法の開発、3) に関しては、試験管内で増殖させたヒトPGCLCsのtranscriptome, DNA methylome解析を含む詳細な解析、異種間再構成卵巣内で成熟したヒトPGCLC由来oogoniaを卵母細胞に分化させ、減数分裂を誘導する方法論の開発、4) に関しては、生殖巣体細胞の分化経路のさらに詳細な解析、を推進する。また、3) の研究進展を鑑み、ヒト及びカニクイザルoogonia及びgonocyteをそれぞれ卵母細胞・精原細胞に分化させる培養法の開発をあわせて推進する。
すべて 2018 2017 その他
すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (17件) (うち国際共著 3件、 査読あり 16件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 6件、 招待講演 13件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)
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