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体細胞にごく少数の遺伝子を導入することで得られるiPS細胞は、多能性幹細胞であるES細胞とほぼ同等の性質を持つ。iPS細胞の技術を用いた再生医療は大いに期待される一方、応用へ向けた大きな課題の一つとして、高品質なiPS細胞を安定的に樹立する必要がある。そのためには、樹立されたiPS細胞の分化能や癌化リスクを高精度で評価する方法の確立が必要である。本研究では、性質の異なるiPS細胞の遺伝子発現解析を単一細胞レベルで行うことによって、iPS細胞の新たな評価方法の開発を行い、安定的に高品質なiPS細胞の樹立に貢献することを目的としている。本年度は、種々のiPS細胞での単一細胞における100個程度の遺伝子発現を短時間で精度良く行う系を確立した。具体的には、セルソーターで細胞を一細胞ずつソートし、細胞からRNAを抽出して、逆転写反応、PCR反応(pre-amplification)を経て、Fluidigm社のBioMarkシステムで定量的RT-PCRを行った。結果、ハウスキーピング遺伝子はどの細胞でもほとんど同じ発現量を示したにもかかわらず、多くの多能性幹細胞特異的マーカーは細胞毎に大きく変動することがわかった。このことは同じクローンであっても、細胞内の状態はその都度ダイナミックに変化していることを示唆する。また、マイクロアレイ等を用いた網羅的解析により、種々のiPS細胞で発現が異なる遺伝子群を同定することに成功した。今後、iPS細胞クローン間で遺伝子発現のゆらぎがどれくらい違うのか、またその違いが、iPS細胞の品質にどのようにかかわるのかを調べることによって、iPS細胞の新たな評価方法を開発することを目指す。
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