| 研究課題/領域番号 |
21J21849
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究機関 | 信州大学 |
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研究代表者 |
岩月(中山) 研祐 信州大学, 総合医理工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-28 – 2024-03-31
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| キーワード | 多能性幹細胞 / エピゲノム |
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| 研究実績の概要 |
当該年度は COVID-19 の感染拡大により、当初予定していたウサギの実験・管理施設への出入りが大幅に制限され、計画を大きく変更せざるを得なかった。そこで、当研究室で扱うもう１つのモデル動物であるラットを用い、初期胚発生における各発生段階を反映した多能性幹細胞の樹立に取り組んだ。当該年度にウサギで行う予定であった Primed 型多能性幹細胞からNaive 型多能性幹細胞への初期化条件の検討をラットモデルで行い、Naive 型多能性幹細胞で高発現している特定の転写因子を単独で強制発現させることにより Naive 型様細胞への誘導が可能であることを明らかにした。さらに、初期化時の培地組成を修正することにより、初期化効率の大幅な改善にも成功した。ラットで確立した初期化条件はマウスやヒトモデルにおいても類似の報告があることから、動物種間で保存されている可能性があり、ウサギや他の動物種モデルへの適用が期待される。現在、ウサギモデルでは既に樹立された Primed 型多能性幹細胞に Naive 型特異的と考えられる遺伝子の活性を可視化するためのレポーター株の作製に成功しており、その特性評価を進めている。
また、Naive 型多能性幹細胞では頻繁にエピゲノムの異常が生じることが知られており、このようなエピゲノム異常は発生異常に起因する疾患や発癌の原因となることから、樹立した Naive 多能性幹細胞を胚盤胞補完法による臓器再生に適用するためには培養中の安定性の確保が急務である。そこで、ラットを用いて Naive 型多能性幹細胞のエピゲノムの安定性を維持したまま培養できる新たな培養法の確立にも挑戦しており、今のところ短期的ではあるがその実現に近づいている (岩月ら、第44回日本分子生物学会、2021年)。
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| 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
当該年度の目標であったNaive 型ウサギ多能性幹細胞の樹立には至らなかったが、Naive 型多能性幹細胞の樹立を可視的に判定するためのレポーター株の作製は順調に進んでいる。また、ラットモデルで Primed 型から Naive 型への初期化条件の確立や Naive 型多能性幹細胞においてエピゲノムを安定に維持可能な培養法の確立も進めていることから、ラットモデルをウサギモデルへ適用することにより円滑な研究課題の遂行につながると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
Naive 型多能性幹細胞の樹立を可視的に判定できる Primed 型ウサギ多能性幹細胞のレポーター株を利用して、Naive 型ウサギ多能性幹細胞の樹立を検討する。ラットモデルでは、Naive 転写因子の強制発現と培地組成の修正を組み合わせることで効率的な初期化に成功していることから、この条件をウサギに適用することで速やかな条件の確立を目指す。そして、レポーターを発現する Naive 型様細胞の樹立成功後は、その培養条件を利用し、胚盤胞から直接樹立できるか検討する。
Naive 型ウサギ多能性幹細胞のキメラ形成能の確認は、ウサギの実験・管理施設で行う必要があることから、COVID-19の感染拡大の状況に影響を受けるが、その場合にはラットを用いた異種間でのキメラ形成実験を先行して実施する。
エピゲノムを安定に維持可能な培養条件の確立は、これまでレポーター株を使用せず、DNAメチル化状態をその都度確認していたが、最近新たにエピゲノムの安定性を可視的に判定できるレポーター株の作製に成功しており、今後は樹立したレポーター株を使用し、効率的な培養条件の確立を進める。
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