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2021 年度 実績報告書

ブタエピブラスト幹細胞とそのクローン胚による始原生殖細胞の遺伝子機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 20H03167
研究機関東京大学

研究代表者

小林 俊寛  東京大学, 医科学研究所, 特任准教授 (20587414)

研究分担者 長嶋 比呂志  明治大学, 農学部, 専任教授 (50318664)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード始原生殖細胞 / エピブラスト幹細胞 / ブタ
研究実績の概要

NANOS3-tdTomato クローン胚の作製
NANOS3-tdTomato ブタエピブラスト幹細胞の核をドナーとし、ブタ未受精卵へ体細胞核移植を行い、エピブラスト幹細胞の遺伝子型を持ったクローン胚作製を行った。ドナー細胞核として、細胞周期などの最適な条件を予備実験により検討した後、in vitro で胚盤胞形成率の評価、さらには子宮移植後の胚発生能評価を行った。クローン胚の解析は、顕著な数のPGC が生殖巣で見られる胎生26-30 日目に行い、生殖巣におけるNANOS3-tdTomato の発現を蛍光観察した。その結果、期待していた通り NANOS3-tTomato の発現は生殖巣のみで認められ、免疫染色による始原生殖細胞マーカー発現の確認により、それらレポーターが始原生殖細胞特異的に発現していることを明らかにした。以上、エピブラスト幹細胞の樹立およびそれらの遺伝子改変およびそれを元にしたクローン胎児の作製までを論文として報告した (Kinoshita, Kobayashi et al., Development (2021))。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

計画していた通り、ブタエピブラスト幹細胞をドナーとした核移植にクローンブタ胎児の作製に成功し、本研究課題の根幹をなす基盤技術を確立できた。また始原生殖細胞を特異的に可視化できる NANOS3-tdTomato レポーターによりブタ始原生殖細胞を追跡および純化可能になったことから、本課題で進めるブタ始原生殖細胞における遺伝子機能解析において重要なツールが完成した。以上より、計画した通り概ね順調に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

研究(1) NANOS3-tdTomato を指標とした in vitro PGC 分化誘導の最適化
NANOS3-tdTomato ブタエピブラスト幹細胞を用いて、tdTomato の発現を指標に in vitro PGC の分化誘導条件の最適化を進める。
研究(2) NANOS3-tdTomato クローン個体の解析
前年度までに NANOS3-tdTomato ブタエピブラスト幹細胞由来のクローン胚および、そこからクローン個体の作製に成功した。そこで本年度は作製された個体およびそれら由来の胎児における NANOS3-tdTomato 発現の解析を進める。
研究(3)ブタ-ヒトに共通して PGC 特異的に発現する遺伝子の同定
研究 2 のクローン胎児において NANOS3-tdTomato の蛍光を指標にブタ PGC をセルソーターで純化・分取し、次世代シーケンサーによりトランスクリプトーム解析を行う。得られたトランスクリプトームよりブタ PGC の遺伝子プロファイルを明らかにする。またそのデータをすでに報告されている マウスおよびヒト PGC のデータと比較し (Tang et al., Cell (2015))、ブタ-ヒト PGC で保存性がある且つ特異的な遺伝子の同定を行う。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 5件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] ケンブリッジ大学/エクセター大学/ノッティンガム大学(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      ケンブリッジ大学/エクセター大学/ノッティンガム大学
  • [国際共同研究] スタンフォード大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      スタンフォード大学
  • [雑誌論文] Generation of Tfap2c‐T2A‐tdTomato knock‐in reporter rats via adeno‐associated virus‐mediated efficient gene targeting2022

    • 著者名/発表者名
      Oikawa Mami、Nagae Mayuko、Mizuno Naoaki、Iwatsuki Kenyu、Yoshida Fumika、Inoue Naoko、Uenoyama Yoshihisa、Tsukamura Hiroko、Nakauchi Hiromitsu、Hirabayashi Masumi、Kobayashi Toshihiro
    • 雑誌名

      Molecular Reproduction and Development

      巻: 89 ページ: 129~132

    • DOI

      10.1002/mrd.23562

  • [雑誌論文] Tracing the emergence of primordial germ cells from bilaminar disc rabbit embryos and pluripotent stem cells2021

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Toshihiro、Castillo-Venzor Aracely、Penfold Chris A.、Morgan Michael、Mizuno Naoaki、Tang Walfred W.C.、Osada Yasuyuki、Hirao Masao、Yoshida Fumika、Sato Hideyuki、Nakauchi Hiromitsu、Hirabayashi Masumi、Surani M. Azim
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 37 ページ: 109812~109812

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2021.109812

  • [雑誌論文] Conserved features of non-primate bilaminar disc embryos and the germline2021

    • 著者名/発表者名
      Alberio Ramiro、Kobayashi Toshihiro、Surani M. Azim
    • 雑誌名

      Stem Cell Reports

      巻: 16 ページ: 1078~1092

    • DOI

      10.1016/j.stemcr.2021.03.011

  • [雑誌論文] Pluripotent stem cells related to embryonic disc exhibit common self-renewal requirements in diverse livestock species2021

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita Masaki、Kobayashi Toshihiro、Planells Benjamin、Klisch Doris、Spindlow Daniel、Masaki Hideki、Bornelv Susanne、Stirparo Giuliano Giuseppe、Matsunari Hitomi、Uchikura Ayuko、Lamas-Toranzo Ismael、Nichols Jennifer、Nakauchi Hiromitsu、Nagashima Hiroshi、Alberio Ramiro、Smith Austin
    • 雑誌名

      Development

      巻: 148 ページ: dev199901

    • DOI

      10.1242/dev.199901

  • [学会発表] In vivo および in vitro におけるラット多能性幹細胞からの生殖細胞誘導2022

    • 著者名/発表者名
      小林 俊寛
    • 学会等名
      日本再生医療学会総会
    • 招待講演
  • [学会発表] In vitro Reconstitution of Germline Development in Rats2022

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Kobayashi
    • 学会等名
      IMSUT International Joint Usage/Research Center-Young Researchers Symposium
    • 招待講演
  • [学会発表] ラット多能性幹細胞からの機能的な生殖細胞作製2022

    • 著者名/発表者名
      小林 俊寛
    • 学会等名
      第15回 ラットリソース・リサーチ研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 乗り越えろ!異種の壁 ~初期胚・生殖細胞発生からみた哺乳類間の類似点と相違点~2022

    • 著者名/発表者名
      小林 俊寛
    • 学会等名
      The 81st Scienc-ome
    • 招待講演
  • [学会発表] ラット多能性幹細胞からの機能的な始原生殖細胞の分化誘導2021

    • 著者名/発表者名
      及川 真実, 小林 久人, 三宝 誠, 水野 直彬, 岩月 研祐, 山内 恵子, 吉田 史香, 山本 拓也, 篠原 隆司, 中内 啓光, 栗本 一基, 平林 真澄, 小林 俊寛
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] ラット Naive 型多能性幹細胞におけるゲノムインプリンティング消去回避の試み2021

    • 著者名/発表者名
      岩月 研祐, 及川 真実, 小林 久人, 栗本 一基, 平林 真澄, 小林 俊寛
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] Blastocyst complementation using Prdm14-deficient rats for robust germline transmission2021

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Kobayashi, Teppei Goto, Mami Oikawa, Makoto Sanbo, Yasuhiro Kazuki, Hiromitsu Nakauchi, Azim M Surani, Masumi Hirabayashi
    • 学会等名
      第18回幹細胞シンポジウム
  • [学会発表] 胚盤胞補完法とその遺伝子改変動物作製への応用2021

    • 著者名/発表者名
      小林 俊寛
    • 学会等名
      第94回日本生化学会
    • 招待講演
  • [備考] 生理学研究所 遺伝子改変動物作製室 HP

    • URL

      http://www.nips.ac.jp/mamtg/

  • [備考] 東京大学医科学研究所 幹細胞治療研究センター 再生発生学分野 HP

    • URL

      https://stemcell-imsut.org/laboratory/

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公開日: 2022-12-28  

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