生命始動と分化全能性獲得の遺伝子カスケード

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22390312
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 産婦人科学
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 浜谷 敏生 慶應義塾大学, 医学部, 講師 (60265882)
• 研究分担者: 阿久津 英憲 国立成育医療研究センター, 生殖・細胞医療研究部, 室長 (50347225) ; 津村 秀樹 国立成育医療研究センター, 実験動物管理室, 室長 (20180052) ; 山田 満稔 慶應義塾大学, 医学部, 助教 (40383864) ; 小川 誠司 国立成育医療研究センター, 生殖・細胞医療研究部, 研究員 (10573371)
• 連携研究者: 梅澤 明弘 国立成育医療研究センター, 生殖・細胞医療研究部, 部長 (70213486)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 生殖医学 / 再生医学

研究概要

in silico解析により着床前期胚特異的新規遺伝子を抽出し、ノックアウトマウス(KO)を作成し機能解析を行った。Kzpi(KRAB-zinc finger)のKOは成獣まで発生し、生殖能も維持されていたが、有意な産仔数の減少、早期死亡傾向、腟閉鎖などの異常が認められた。Kzpi欠失ES細胞では異常な表現型は認められなかったが、インプリンティング遺伝子の発現異常、アレル特異的メチル化領域(differentially methylated region: DMR)の低メチル化が認められた。Kzpiは、初、初期胚でのゲノムワイドな脱メチル化から、DMR特異的なメチル化を維持すると考えられた。Zfpi(SCAN-zinc finger) KOは成獣まで発生し、生殖能も維持されていたが、脾細胞の核型解析Q-bandで多数の不完全断裂部位が認められた。Zfpi欠失ES細胞についても解析中である。

研究成果

• [雑誌論文] Stability of genomic imprinting in human induced pluripotent stem cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiura H, Toyoda M, Okae H, Sakurai M, Miyauchi N, Sato A, Kiyokawa N, Okita H, Miyagawa Y, Akutsu H, Nishino K, Umezawa A, Arima T.
  • 雑誌名: BMC Genet. 巻: 14(1) ページ: 32
  • 査読あり
• [雑誌論文] β-Catenin functions pleiotropically in differentiation and tumorigenesis in mouse embryo-derived stem cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Okumura N, Akutsu H, Sugawara T, Miura T, Takezawa Y, Hosoda A, Yoshida K, Ichida JK, Yamada M, Hamatani T, Kuji N, Miyado K, Yoshimura Y, Umezawa A.
  • 雑誌名: Plos One 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Podocalyxin is a glycoprotein ligand of the human pluripotent stem cell-specific probe rBC2LCN. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tateno H, Matsushima A, Hiemori K, Onuma Y, Ito Y, Hasehira K, Nishimura K, Ohtaka M, Takayasu S, Nakanishi M, Ikehara Y, Nakanishi M, Ohnuma K, Chan T, Toyoda M, Akutsu H, Umezawa A, Asashima M, Hirabayashi J.
  • 雑誌名: Stem Cells Transl Med 巻: 2(4) ページ: 265-73
  • 査読あり
• [雑誌論文] A medium-chain fatty acid as an alternative energy source in mouse preimplantation development. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamada M, Takanashi K, Hamatani T, Hirayama A, Akutsu H, Fukunaga T, Ogawa S, Sugawara K, Soga T, Umezawa T, Kuji N, Yoshimura Y, Tomita M.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 2 ページ: 930
  • 査読あり
• [雑誌論文] Production of functional classical brown adipocytes from human pluripotent stem cells using specific hemopoietin cocktail without gene transfer. (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishio M, Yoneshiro T, Nakahara M, Suzuki S, Saeki K, Hasegawa M, Kawai Y, Akutsu H, Umezawa A, Yasuda K, Tobe K, Yuo A, Kubota K, Saito M, Saeki K.
  • 雑誌名: Cell Metab 巻: 16(3) ページ: 394-406
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigating cellular identity and manipulating cell fate using induced pluripotent stem cells. (2012)
  • 著者名/発表者名: Sugawara T, Nishino K, Umezawa A, Akutsu H.
  • 雑誌名: Stem Cell Res Ther. 巻: 3(2) ページ: 8
  • 査読あり
• [雑誌論文] 【不妊と周産期医療】ART妊娠児の長期予後研究. (2012)
  • 著者名/発表者名: 久慈直昭, 山田満稔, 井上治, 福永朝子, 小川誠司, 菅原かな, 奥村典子, 浜谷敏生, 吉村泰典.
  • 雑誌名: 周産期医学 巻: 42(8) ページ: 991-1000
• [雑誌論文] Human spermatozoal RNAs. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hamatani T
  • 雑誌名: Fertil Steril 巻: 97(2) ページ: 275-81
  • 査読あり
• [雑誌論文] Early senescence is not an inevitable fate of human-induced pluripotent stem-derived cells. (2011)
  • 著者名/発表者名: Gokoh M, Nishio M, Nakamura N, Matsuyama S, Nakahara M, Suzuki S, Mitsumoto M, Akutsu H, Umezawa A, Yasuda K, Yuo A, Saeki K.
  • 雑誌名: Cell Reprogram. 巻: 13(4) ページ: 361-70
  • 査読あり
• [雑誌論文] DNA methylation dynamics in human induced pluripotent stem cells over time. (2011)
  • 著者名/発表者名: Nishino K, Toyoda M, Yamazaki-Inoue M, Fukawatase Y, Chikazawa E, Sakaguchi H, Akutsu H, Umezawa A.
  • 雑誌名: PLoS Genet. 巻: 7(5) ページ: e1002085
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lipid rafts enriched in monosialylGb5Cer carrying the stage-specific embryonic antigen-4 epitope are involved in development of mouse preimplantation embryos at cleavage stage. (2011)
  • 著者名/発表者名: Sato B, Katagiri YU, Miyado K, Okino N, Ito M, Akutsu H, Okita H, Umezawa A, Fujimoto J, Toshimori K, Kiyokawa N.
  • 雑誌名: BMC Dev Biol. 巻: 11 ページ: 22
  • 査読あり
• [雑誌論文] A distinct role for Pin1 in the induction and maintenance of pluripotency. (2011)
  • 著者名/発表者名: Nishi M, Akutsu H, Masui S, Kondo A, Nagashima Y, Kimura H, Perrem K, Shigeri Y, Toyoda M, Okayama A, Hirano H, Umezawa A, Yamamoto N, Lee SW, Ryo A.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 286(13) ページ: 11593-603
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient generation of hepatoblasts from human ES cells and iPS cells by transient overexpression of homeobox gene HEX. (2011)
  • 著者名/発表者名: Inamura M, Kawabata K, Takayama K, Tashiro K, Sakurai F, Katayama K, Toyoda M, Akutsu H, Miyagawa Y, Okita H, Kiyokawa N, Umezawa A, Hayakawa T,Furue MK, Mizuguchi H.
  • 雑誌名: Mol Ther. 巻: 19(2) ページ: 400-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lectin microarray analysis of pluripotent and multipotent stem cells. (2011)
  • 著者名/発表者名: Toyoda M, Yamazaki-Inoue M, Itakura Y, Kuno A, Ogawa T, Yamada M, Akutsu H, Takahashi Y, Kanzaki S, Narimatsu H, Hirabayashi J, Umezawa A.
  • 雑誌名: Genes Cells. 巻: 16(1) ページ: 1-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] β-catenin is a molecular switch that regulates transition of cell-cell adhesion to fusion. (2011)
  • 著者名/発表者名: Takezawa Y, Yoshida K, Miyado K, Sato M, Nakamura A, Kawano N, Sakakibara K, Kondo T, Harada Y, Ohnami N, Kanai S, Miyado M, Saito H, Takahashi Y, Akutsu H, Umezawa A.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 1 ページ: 68
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spermatozoal RNA profiling towards a clinical evaluation of sperm quality. (2011)
  • 著者名/発表者名: Hamatani T.
  • 雑誌名: Reprod BioMed Online 巻: 22(2) ページ: 103-105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemical inhibition of sulfation accelerates neural differentiation of mouse embryonic stem cells and human induced pluripotent stem cells. (2010)
  • 著者名/発表者名: Sasaki N, Hirano T, Kobayashi K, Toyoda M, Miyakawa Y, Okita H, Kiyokawa N, Akutsu H, Umezawa A, Nishihara S
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 401(3) ページ: 480-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Defining hypo-methylated regions of stem cell-specific promoters in human iPS cells derived from extra-embryonic amnions and lung fibroblasts. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nishino K, Toyoda M, Yamazaki-Inoue M, Makino H, Fukawatase Y, Chikazawa E, Takahashi Y, Miyagawa Y, Okita H, Kiyokawa N, Akutsu H, Umezawa A.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 5(9) ページ: e13017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acute stress may induce ovulation in women. (2010)
  • 著者名/発表者名: Tarin JJ, Hamatani T, Cano A.
  • 雑誌名: Reprod Biol Endocrinol. 巻: 26;8 ページ: 53
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aberrant silencing of imprinted genes on chromosome 12qF1 in mouse induced pluripotent stem cells. (2010)
  • 著者名/発表者名: Stadtfeld M, Apostolou E, Akutsu H, Fukuda A, Follett P, Natesan S, Kono T, Shioda T, Hochedlinger K.
  • 雑誌名: Nature 巻: 465(7295) ページ: 175-81
  • 査読あり
• [学会発表] Metabolomic analysis of culture media by CE-TOF/MS suggests a medium-chain fatty acid as an alternative energy source of mouse preimplantation embryos (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamada M, Takanashi K, Hamatani T, Akutsu H, Fukunaga T, Ogawa S, Sugawara K, Okumura N, Chikazawa N, Kuji N, Umezawa A, Tomita M, Yoshimura Y.
  • 学会等名: 28th annual meeting of the European Society of Human Reproduction and Embryology
  • 発表場所: Istanbul
  • 年月日: 20120701-04
• [学会発表] シンポジウム:生殖内分泌における酸化ストレスとエイジング:マウス卵における酸化ストレスとエイジング (2012)
  • 著者名/発表者名: 浜谷敏生
  • 学会等名: 第17回日本生殖内分泌学会学術集会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-12-08
• [学会発表] 着床前期胚発生に関わる新規遺伝子Zfpiの発現解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小川誠司, 浜谷敏生, 阿久津英憲, 山田満稔, 奥村典子, 菅原かな, 井上治, 福永朝子, 梅澤明弘, 久慈直昭, 青木大輔, 吉村泰典
  • 学会等名: 第64回日本産科婦人科学会学術講演会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2012-04-13
• [学会発表] 着床前期初期から発現し多分化能細胞に特異的に発現する新規転写因子Kzpiの機能解析. (2012)
  • 著者名/発表者名: 浜谷敏生, 山田満稔, 阿久津英憲, 小川誠司, 菅原かな, 奥村典子, 福永朝子, 井上治, 梅澤明弘, 久慈直昭, 青木大輔, 吉村泰典
  • 学会等名: 第64回日本産科婦人科学会学術講演会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2012-04-13
• [学会発表] Identification of a novel gene encoding a high mobility group box protein and its specific expression and essential role during preimplantation development. (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamada M, Hamatani T, Akutsu H, Kuji N, Aoki D, Yoshimura Y.
  • 学会等名: The 67th Annual Meeting of the American Society for Reproductive Medicine (ASRM)
  • 発表場所: Orland, USA
  • 年月日: 20111021-24
• [学会発表] シンポジウム:卵巣機能異常に起因する不妊治療の最前線:マウス卵の加齢メカニズム (2011)
  • 著者名/発表者名: 浜谷敏生.
  • 学会等名: 第56回日本生殖医学会学術講演会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-12-09
• [学会発表] Metabolomic analysis of culture media by CE-TOF/MS suggests a medium-chain fatty acid as an alternative energy source of mouse preimplantation embryos. (2011)
  • 著者名/発表者名: Hamatani T
  • 学会等名: The 2nd international symposium of CHA fertility Center on reproductive science
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 2011-10-28
• [学会発表] マウス卵子の排卵後加齢における遺伝子発現と酸素消費量との関連. (2011)
  • 著者名/発表者名: 福永朝子, 浜谷敏生, 山田満稔, 阿部宏之, 阿久津英憲, 井上治, 小川誠司, 菅原かな, 奥村典子, 久慈直昭, 青木大輔, 吉村泰典
  • 学会等名: 第63回日本産科婦人科学会学術講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-08-30
• [学会発表] 着床前期および未分化維持に関わる新規C2H2-zinc finger遺伝子の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 近澤奈々, 浜谷敏生, 山田満稔, 阿久津英憲, 奥村典子, 小川誠司, 菅原かな, 井上治, 福永朝子, 久慈直昭, 吉村泰典
  • 学会等名: 第52回日本哺乳動物卵子学会
  • 発表場所: 大田原
  • 年月日: 2011-05-21
• [学会発表] Identification of a novel gene encoding a high mobility group box protein and its specific expression and essential role during preimplantation development. (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamada M, Hamatani T, Akutsu H, Chikazawa N, Kuji N, Yoshimura Y, Umezawa A.
  • 学会等名: The 26th Annual meeting of the European Society of Human Reproduction and Embryology
  • 発表場所: Rome, Italy
  • 年月日: 20100628-30
• [学会発表] Identification of a novel gene encoding a high mobility group box protein and its specific expression and essential role during preimplantation development. (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamada M, Hamatani T, Akutsu H, Chikazawa N, Kuji N, Yoshimura Y, Umezawa A.
  • 学会等名: The First SKLRB Symposia on Frontiers in Periimplantation Biology
  • 発表場所: the Beijing Friendship Hotel, Beijing
  • 年月日: 20100508-12
• [学会発表] マウス卵子における加齢によるテロメア長短縮とテロメラーゼ活性の変化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田満稔,浜谷敏生,阿久津英憲,井上治,福永朝子,小川誠司,菅原かな,奥村典子,近澤奈々,浅田弘法,久慈直昭,吉村泰典.
  • 学会等名: 第55回日本生殖医学会・学術講演会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 2010-11-11
• [学会発表] 着床前期胚に特異的な発現が予想された新規zinc finger遺伝子の発現・機能解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 近澤奈々,浜谷敏生,山田満稔,阿久津英憲,奥村典子,久慈直昭,吉村泰典
  • 学会等名: 第55回日本生殖医学会・学術講演会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 2010-11-11
• [学会発表] シンポジウム:発生・生殖生物学の最前線:着床前期に特異的に発現する新規遺伝子Hmgpiの発現および機能解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 浜谷敏生
  • 学会等名: 第51回日本組織細胞化学会学術集会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-09-05
• [学会発表] 着床前期胚特異的新規遺伝子Hmgpiによる着床周辺期発生の制御機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田満稔,浜谷敏生,阿久津英憲,小川誠司,奥村典子,持丸佳之,高野光子,浅田弘法,久慈直昭,青木大輔,梅澤明弘,吉村泰典
  • 学会等名: 第51回日本哺乳動物卵子学会
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 2010-05-30
• [図書] 生殖卵巣学-基礎知識と臨床の進展(編集:石塚文平、鈴木秋悦).第2 章(9)卵巣の老化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 菅原かな、浜谷敏生
  • 出版者: 医歯薬出版,東京.
• [備考]
  • URL: http://www.obgy.med.keio.ac.jp/