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増殖培養法の改善、雌性分化を誘導する転写制御機構の解明、雄性分化因子のスクリーニング、2) では、カニクイザルESCs安定培養法とPGCLCs誘導法の確立、カニクイザル胚におけるX染色体動態の解明、カニクイザル・マウス異種間再構成卵巣法によるカニクイザルPGCLCsの卵原細胞への分化・成熟法の開発、カニクイザル卵原細胞を原始卵胞に分化させる方法論の開発、3) では、多数の雌雄ヒトiPSCsのエピゲノムプロファイルの検証、ヒトPGCLCsを誘導する転写制御機構の解明、ヒトPGCLCs増殖法の開発、ヒト・マウス異種間再構成卵巣によるヒトPGCLCsの卵原細胞への分化・成熟法の開発、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解析、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、確立したマウスPGCLCs雌性分化誘導法に基づき、その転写制御機構を解明した。また、雄性分化機構を検証系を確立し、雄性分化因子の探索を推進しつつある。2) に関しては、カニクイザル胚におけるX染色体動態を解明し、カニクイザルESCs安定培養法とPGCLCs誘導法、PGCLCsの卵原細胞への分化・成熟法を開発した。3) に関しては、ヒトPGCLCs増殖法を開発し、ヒトPGCLCsを卵原細胞に分化させることに成功、ヒト卵原細胞を原始卵胞に誘導する研究を開始しつつある。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、再構成精巣法の改善・雄性化誘導機構の解明、試験管内再構成系を用いた生殖系列の核内構造の解明、2) に関しては、カニクイザル・マウス異種間再構成卵巣法によるカニクイザルPGCLCsの卵原細胞への分化・成熟法の確立とその分子機構の解明、カニクイザル卵原細胞を原始卵胞に分化させる方法論の開発、3) に関しては、ヒトPGCLCs試験管内増殖法のさらなる検証、ヒトPGCLC由来卵原細胞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、明らかとなりつつある生殖巣体細胞の分化経路に基づき、カニクイザル雌性ES細胞を生殖巣体細胞に誘導する研究を進める。
すべて 2019 2018 その他
すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 6件、 招待講演 16件) 備考 (2件)
Curr Opin Genet Dev
巻: 52 ページ: 57-64
10.1016/j.gde.2018.06.004
Science
巻: 362 ページ: 356-360
10.1126/science.aat1674
PLoS Biol
巻: 16 ページ: 1/30-30/30
10.1371/journal.pbio.2004874
http://anat.cell.med.kyoto-u.ac.jp/index.html
http://ashbi.kyoto-u.ac.jp/
