• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2011 年度 実施状況報告書

胚体外細胞系列への細胞運命決定機構とヒト胎盤由来幹細胞の樹立

研究課題

研究課題/領域番号 23659768
研究機関東北大学

研究代表者

有馬 隆博  東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (80253532)

研究分担者 樋浦 仁  東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (70451523)
岡江 寛明  東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (10582695)
研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2013-03-31
キーワード胎盤発生 / TS細胞 / Cdx2 / Oct3/4
研究概要

動物の種により胎盤組織構築は多様性を有するが、その機能、発生機序は共通である。すなわち、胎盤は母体と胎児間で栄養交換を司る器官であり、受精後、胚盤胞では、胚体細胞系列(内部細胞塊 : ICM)と胚体外細胞系列(栄養外胚葉 : TE)に最初の分化(細胞運命決定)が起こる。両者は、同じゲノム配列を持つにも関わらず、全く異なる細胞系譜を辿る。胎盤組織へと分化する胚体外組織(TE)は、胚盤胞期にCdx2の発現亢進とOct3/4の発現低下により、胚体組織より分化し、細胞運命が決定する。胎盤幹(TS)細胞は、胚体外細胞系列から樹立した未分化細胞で、容易に胎盤構成細胞への分化が可能な細胞である。本研究では、TS細胞を用い、Cdx2遺伝子のエピジェネティックな分子機構と分子間相互作用について解析する事を目的とした。均一な細胞集団で未分化なTS細胞を用いて、Cdx2遺伝子プロモーター領域のDNAメチル化とヒストン修飾について解析を行なった。DNAメチル化の解析は Bisulphite-PCR法を用いて解析し、PCR領域内の全てのメチル化部位について解析した。その結果、Cdx2遺伝子のプロモーター領域のDNAメチル化を解析したところ、低メチル化状態でヒストン修飾も活性型で有為な変化を認めた。反対に胎児性幹細胞(ES)では、高メチル化状態とヒストンの不活化を維持していた。この結果はメチル化阻害剤やヒストン阻害剤を添加して、再確認した。この結果より、ES とTSの分化過程には、Cdx2遺伝子のエピジェネティックな分子機構が作用する事が示唆された。

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

上記の如く、平成23年度の研究実施計画であるin vitroにおける「胚体外細胞系列分化へのCdx2遺伝子の分子機構の解明」はほぼ予定通り終了した。

今後の研究の推進方策

一過性および永続性に、遺伝子発現を抑制するCdx2 遺伝子のノックダウンTS細胞とOct3/4遺伝子強制発現TS細胞株を樹立し、「TS細胞におけるCdx2遺伝子の機能解析と分子間相互作用」を明らかにしていく計画である。

次年度の研究費の使用計画

TS細胞におけるOct3/4遺伝子とCdx2遺伝子の分子間相互作用:(1)Oct3/4強制発現用ベクターの作製とTS細胞への遺伝子導入:Oct3/4遺伝子cDNAをRT-PCRで合成し、強制発現用ベクター(pcDNA)にクローニング。Electropolation法を用い、TS細胞株にトランスフェクションし、強制発現細胞株を樹立。Oct3/4蛋白の発現はウェスタンブロッティングによって確認。(2)Oct3/4強制発現TS細胞株の細胞特性:Oct3/4強制発現TS細胞株の細胞形態変化とコロニー形成能の解析。また、TS特異的未分化遺伝子マーカー(Eomes, Id2, ErrB)の発現量を解析。(3)Cdx2遺伝子の発現およびエピゲノム解析:複数のOct3/4強制発現TS細胞株を用い、Cdx2遺伝子の発現およびエピゲノム解析、DNAメチル化とヒストン修飾を行なう。また、このTS細胞株は分化誘導し、細胞形態、巨細胞の出現の有無とTS特異的分化遺伝子マーカー(4311,mash2,Pl-1)の発現量の比較を行なう。(1)ヒト未分化胎盤絨毛細胞へヒトCDX2遺伝子の導入:これまでの研究成果より、FACSを用い、ヒト未分化胎盤絨毛細胞(SP細胞)の分離に成功。至適培養条件を確立するため、ヒトCDX2遺伝子を遺伝子導入。これまでの予備実験より、このSP細胞は、遺伝子導入効率は極端に悪く、細胞数も少ないため、胚体外細胞系列に特異的に遺伝子導入可能なレンチウイルスベクターを用いる(2)ヒトTS細胞樹立の確認:ヒトTS細胞株でGATA2,CBFBの発現がみられ、TAL1, Klk-1の発現がないことにより、組織特異性に関しても確認。染色体異常についてはG-band法にて解析。また胎盤ホルモン(ヒト胎盤性ゴナドトロピン、ラクトーゲン)の産生をELISA法にて測定。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (5件) 図書 (4件)

  • [雑誌論文] Re-investigation and RNA sequencing-based2012

    • 著者名/発表者名
      Okae H, Hiura H, Arima T et al.
    • 雑誌名

      Hum Mol Genet

      巻: 10 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1093/hmg/ddr488

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distribution and Y397 phosphorylation of2012

    • 著者名/発表者名
      Sakurai M, Ohtake J, Arima T, Sato E et al.
    • 雑誌名

      Cell and Tissue

      巻: 347 ページ: 457-465

    • DOI

      10.1007/s00441-011-1307-2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aberrant DNA Methylation of Imprinted Loci2012

    • 著者名/発表者名
      Arima T, Okae H, Hiura H, Hayashi C et al
    • 雑誌名

      INTECH

      巻: 29 ページ: 183-192

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role for piRNAs and non-coding RNA in de novo DNA2011

    • 著者名/発表者名
      Watanabe T, Tomizawa S, Hiura H, Arima T et al.
    • 雑誌名

      Science.

      巻: 332 ページ: 848-852

    • DOI

      10.1126/science.1203919

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Assessing loss of imprint methylation in sperm2011

    • 著者名/発表者名
      Sato A, Hiura H, Okae H, Miyauchi N, Arima T.
    • 雑誌名

      Fertil and Steril

      巻: 95 ページ: 129-134

    • DOI

      10.1016/j.fertnstert.2010.06.076

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The physical ability of Japanese female2011

    • 著者名/発表者名
      Maeda T, Arima T, Mimori K, Makino N et al
    • 雑誌名

      Gerontology

      巻: 57 ページ: 137-143

    • DOI

      10.1159/000314633

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The correlation between the clinical laboratory2011

    • 著者名/発表者名
      Maeda T, Oyama J, Sasaki M, Arima T, Makino N.
    • 雑誌名

      The Journal of Nutrition, Health and Aging (JNHA)

      巻: 15 ページ: 240-244

    • 査読あり
  • [学会発表] ARTにおけるエピジェネティク機構2012

    • 著者名/発表者名
      有馬 隆博
    • 学会等名
      日本生殖再生医学会・第7回学術集会(招待講演)
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2012年3月25日
  • [学会発表] ART and Epigenetic Errors - Abnormal2012

    • 著者名/発表者名
      有馬 隆博
    • 学会等名
      卵巣に関する国際カンファレンス2012(招待講演)
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2012年3月17日
  • [学会発表] インプリント遺伝子の分子間相互機構の解明2012

    • 著者名/発表者名
      有馬 隆博
    • 学会等名
      熊本大学セミナー(招待講演)
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2012年2月10日
  • [学会発表] ゲノムインプリンティングとヒト疾患2011

    • 著者名/発表者名
      有馬 隆博
    • 学会等名
      第96回東北医学会総会(招待講演)
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2011年5月20日
  • [学会発表] 胎盤特異的インプリント遺伝子の役割2011

    • 著者名/発表者名
      有馬 隆博
    • 学会等名
      第4回生殖系列の世代サイクルとエピゲノムネットワーク(招待講演)
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2011年11月18日
  • [図書] 卵子学2011

    • 著者名/発表者名
      有馬隆博、樋浦仁、岡江寛明、佐藤晶子、宮内尚子
    • 総ページ数
      122-131
    • 出版者
      京都大学学術出版会
  • [図書] 産婦人科の実際2011

    • 著者名/発表者名
      有馬隆博、樋浦仁、岡江寛明、佐藤晶子、宮内尚子、阿部千鶴、林千賀
    • 総ページ数
      741-750
    • 出版者
      金原出版株式会社
  • [図書] 助産雑誌2011

    • 著者名/発表者名
      有馬隆博、樋浦仁、岡江寛明、佐藤晶子、宮内尚子
    • 総ページ数
      11-11
    • 出版者
      医学書院
  • [図書] 癌と化学療法2011

    • 著者名/発表者名
      有馬隆博、樋浦仁、岡江寛明、宮内尚子、佐藤芙美
    • 総ページ数
      1745-1749
    • 出版者
      癌と化学療法社

URL: 

公開日: 2013-07-10  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi