2014 Fiscal Year Research-status Report

β-catenin/CBP経路の選択的な活性化による新規iPS細胞作製法の開発

Research Project

Project/Area Number	26861216
Research Institution	Kinki University
Principal Investigator	竹原俊幸近畿大学, 医学部, 助教 (60580561)
Project Period (FY)	2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords	iPS細胞 / 多能性幹細胞 / beta catenin / CBP/p300 / reprogram
Outline of Annual Research Achievements	最近のiPS細胞技術の劇的な進歩に伴い、再生医療への期待が大きくなってきているが、実際には未だに種間やドナー細胞種を問わない安定的なiPS細胞の作製法やリプログラミングに伴う現象については明らかになっていない。そこで、本研究では様々な動物種で保存された遺伝子であり、発生や細胞の変化に大きな影響を及ぼすシグナルカスケードであるbeta catenin経路に着目し、iPS細胞の安定的な誘導方法の確立を目指した。特に本研究ではbeta catenin経路の活性化に関与しているとされているco-activatorであるCBPおよびp300の機能を中心に、リプログラミングに対してどのように影響を及ぼすか明らかにし、安定したiPS細胞作製法を検討している。計画初年度である平成26年度では、まず多能性幹細胞におけるbeta catenin/CBPおよびp300シグナルカスケードがどういった機能を有するか解析を行った。状態の異なる多能性幹細胞: ナイーブおよびプライムド状態においてこれらのカスケードの活性化の違いが明らかとなった。また、beta catenin/CBPシグナルカスケードを活性化するsmall moleculeであるIQ1でマウスES細胞を処理することで強力に未分化状態が促進されることが示され、beta catenin/CBPと未分化性が関連すると予想される遺伝子の探索を行うことができた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本年度は、まずiPS細胞樹立を行う前に実際にbeta cateninシグナルカスケードと多能性幹細胞との関連性を明らかにした。多能性幹細胞の維持に重要な機能を有するいくつかの遺伝子に対して、beta cateninシグナルカスケードとco-activatorであるCBPおよびp300因子が特異的に制御していることが示された。また多能性幹細胞のおける状態: ナイーブおよびプライムド状態においても特異的な制御が働いていることが示されていることから、リプログラミング機構の解明に対する重要な知見だけでなく、多能性幹細胞の基礎的な性質の解明が期待できると考えられる。また、本研究を進める上でシグナルカスケードの活性化に関わる各試薬の適正な濃度等の詳細な条件検討を終えている。そのため、来年度以降においては本年度の知見を基礎とし、より発展させた研究を進める予定である。研究は予定どおり実施しているため、概ね順調に進展していると考える。
Strategy for Future Research Activity	来年度も計画通り研究を進める予定である。本年度で得られたbeta catenin/CBPシグナルカスケードの活性によって制御さられるいくつかの因子を中心に、詳細な解析実験を実施予定しており、多能性幹細胞に対するbeta cateninシグナルカスケードの新規制御機能を示す予定である。また、来年度は実際にiPS細胞の樹立時にどのような影響を与えるか検討を行い、より実践的なiPS細胞樹立技術の開発を目指す予定である。
Causes of Carryover	来年度では、本年度までに得られた知見をもとに、さらにbeta cateninシグナルカスケードと多能性幹細胞の詳細な関係を明らかにすることを目指す。また、beta cateninシグナルカスケードの機能解析と並行し、iPS細胞の樹立時に生じるリプログラミングとbeta cateninシグナルカスケードの役割について解析を行い、iPS細胞の樹立効率への影響を検討する。
Expenditure Plan for Carryover Budget	次年度では、前年度に引き続いてマウス多能性幹細胞を材料にbeta cateninシグナルカスケードの活性化と未分化性に関する研究をさらに進めるため、培養液だけでなく、遺伝子発現解析やたんぱく質発現解析などの解析試薬の購入を予定している。特に、本年度に得られたいくつかの遺伝子を指標にそれらの機能を正確に調べるため、それらに特異的な抗体の購入も合わせて検討している。また、次年度は実際にiPS細胞の樹立を試みるため、iPS細胞樹立に必要なドナー細胞や遺伝子導入試薬の購入を予定している。