本研究では、ES細胞やiPS細胞の細胞株特性を分化の傾向性と対比させながら解析するとともに、ポリコーム遺伝子群を中心に、エピジェネティックな因子による未分化維持の機構を研究した。まず、細胞株特性を把握するために、代表的な未分化関連遺伝子の発現を解析したうえで、実際に分化誘導した際の分化のし易さなどを再確認した。この際、再現性のよい分化誘導法を確立するために、EB作成における回転培養法の特性を解析した(論文印刷中)。その後、細胞株特性と分化のし易さの関連を解析する目的で、自然に未分化状態が失われる状況(分化し始める状況)を、MEF(マウス胎児線維芽細胞)の影響を除くなどして実験系として確立させた。再生医療の実現においてはES細胞やiPS細胞を未分化な状態のまま維持することが重要であるが、通常の培養条件下で未分化状態が破綻する過程はほとんど研究されてないため、この実験系を独自の研究を展開するための柱とした。そして、未分化破綻状態と未分化状態をセットにした組み合わせを、3つのES細胞株と1つのiPS細胞株で行い、それらにおける遺伝子発現をマイクロアレイで解析した。この解析では、細胞株に特徴的な発現をする遺伝子のほかに、未分化破綻においてはいずれの細胞株でも発現が変化する遺伝子も多く見いだされた。このような遺伝子は未分化破綻をもたらす機構に関与する遺伝子か、それに直接的な影響を受ける遺伝子と考えられるため、定量的RT-PCRと免疫染色で詳細な解析を行った。さらに、未分化破綻におけるポリコーム遺伝子群の関与を、そのターゲット遺伝子に特徴的なbivalent領域のChIP-seqによって網羅的に解析した。そして、未分化維持とその細胞株特性に重要と思われるポリコーム遺伝子を数種類選択し、未分化破綻で変動する遺伝子のChIP解析を行い、未分化破綻の機構解明を進めている(論文準備中)。
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