ヒト特異的な生殖細胞分化における遺伝子制御ネットワークの解明

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20K06654
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 小島 洋児 京都大学, iPS細胞研究所, 特定拠点助教 (70720811)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: ヒト始原生殖細胞（PGCLCs） / 遺伝子制御ネットワーク / ヒトiPS細胞 / 単一細胞トランスクリプトーム

研究実績の概要

令和2年度から3年の助成終了時までで、前年度に作製した、ヒトiPS細胞から始原生殖細胞様細胞（Primordial germ cell-like cells; PGCLCs）への分化経過の、半日おきの10Xクロミウムを用いた単一細胞トランスクリプトームデータを用いてさらに候補遺伝子を絞り込んだ。今回は数学的手法としてoptimal transportの理論を用いることで、それまでPCAやtSNA、UMAPなどのクラスタリング手法でも分けられなかった分化早期の細胞を、PGCLCsへと分化するクラスターとPGCLCs以外の胚体外組織などに分化していくクラスターを検出することに成功し、これらを用いて、分化早期にPGCLCsになる細胞群で発現している遺伝子を検索する一方で、PGCLCsへの分化から逸れる細胞群で特徴的に発現が増加する遺伝子の検出に成功した。本期間で検出したPGCLCsへの分化を抑制していると考えられる遺伝子群は、その発現を抑制することがPGCLCsへの分化を強化すると考えられ、非常に興味深い。また、PGCLCsになると考えられる細胞群で検出した遺伝子群は、前年度に用いた因果推定手法（LiNGAM法）で検出できた遺伝子と一部重複した遺伝子を検出しており、関連が高いと考えられた。これらの結果より、PGCLC分化に関与している候補遺伝子2個、PGCLC以外の分化に関与している候補遺伝子2個に対して、ノックアウトヒトiPS細胞株の作製を開始し、分化実験を始めるに至った。

研究成果

• [雑誌論文] GATA transcription factors, SOX17 and TFAP2C, drive the human germ-cell specification program (2021)
  • 著者名/発表者名: Yoji Kojima, Yamashiro, Yusuke Murase, Yukihiro Yabuta, Ikuhiro Okamoto, Chizuru Iwatani, Hideaki Tsuchiya, Masataka Nakaya, Tomoyuki Tsukiyama, Tomonori Nakamura, Takuya Yamamoto, Mitinori Saitou
  • 雑誌名: Life Science Alliance 巻: 4 ページ: 1－24
  • DOI: 10.26508/lsa.202000974
  • 査読あり / オープンアクセス
• [備考] ヒト生殖細胞の運命決定機序を解明―転写因子のみによる生殖細胞の誘導
  • URL: https://ashbi.kyoto-u.ac.jp/ja/news/20210219_research-result_saitou/
• [備考] Master regulators for germ cell specification
  • URL: https://ashbi.kyoto-u.ac.jp/news/20210219_research-result_saitou/