多能性幹細胞の分化状態変化におけるポリコーム遺伝子の役割

Polycomb基因在改变多能干细胞分化状态中的作用

• 批准号: 19K06675
• 负责人: 友常 大八郎
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Shinshu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K06675/
• 关键词: 多能性幹細胞; ポリコーム遺伝子群; ポリコーム遺伝子; 未分化維持; ポリコーム; 細胞分化

ヒトES細胞やヒトiPS細胞といった多能性幹細胞は、様々な細胞に分化する能力を持つため、再生医療において、その細胞供給源になると期待されている。しかし、多分化能を保持するためには、未だ分化してない未分化状態であり続ける必要があり、未分化状態が破綻すれば多能性が失われる。本計画では、自然に未分化性が破綻する状況を再現した実験系で見いだされた２つのエピジェネティック遺伝子（ポリコーム遺伝子群に属するMBTファミリー遺伝子）の機能について、特に、未分化性の破綻と正常な分化との違いに焦点をあてて解析している。本年度は、昨年度から引き続き、未分化状帯の破綻に際して発現が増加するMBTファミリー遺伝子（L3MBTL1とFMBT2）の機能について、ヒトiPS細胞を用いて解析を行った。これらの遺伝子をiPS細胞に導入して強制発現させると、未分化が強く維持され、逆に、CRISPR-Cas9 システムを用いてノックアウトすると、未分化の破綻が起きやすいことがさまざまなマーカーを用いたRT-PCRで確認することができた。さらに、改変細胞の免疫染色でもその傾向が確かめられたが、それはiPSコロニー内の部域によって差があることが分かった。同一コロニーでも、部域によって未分化状態に違いが生じることは以前の研究で示唆されていたが、L3MBTL1とFMBT2は、未分化状態が破綻した細胞で発現してくるため、コロニー内での発現も未分化が破綻した部位に特異的であると予想される。そのため、改変細胞において、コロニー内での差異が生じたのだと考えられる。

多能干细胞（如人ES细胞和人IPS细胞）具有分化为多种细胞的能力，并有望成为再生医学中细胞供应的来源。但是，为了维持多重电位的能力，有必要保持尚未区分的未分化状态，如果未分化的状态失败，则会丢失多能性。该项目分析了在实验系统中发现的两个表观遗传基因（属于PolyComb基因组的MBT家族基因）的功能，该实验系统重现了自然崩溃的情况，重点是未分化的崩溃和正常分化之间的差异。与去年相比，今年，我们使用人IPS细胞分析了MBT家族基因（L3MBTL1和FMBT2）的功能，这些功能在未分化的区域崩溃后以增加而表达。当将这些基因引入IPS细胞并强制表达时，强烈保持不分化，相反，使用各种标记物的RT-PCR确认使用CRISPR-CAS9系统拆除时会导致不分化的分解。此外，修饰细胞的免疫染色证实了这一趋势，发现这种趋势因IPS菌落内的区域而异。先前的研究表明，即使在同一群落中，区域之间未分化状态的差异也发生，但是由于L3MBTL1和FMBT2在未分化状态被损坏的细胞中表达，因此菌落中的表达是特异性的，对未分化状态的位点特异性。因此，人们认为菌落内的差异发生在修饰的细胞中。