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Generation of high quality iPS cells using totipotent-cell specific genes

使用全能细胞特异性基因生成高质量 iPS 细胞

基本信息

批准号：
21J14886
负责人：
原口大生
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Nagahama Institute of Bio-Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J14886/
关键词：
幹細胞 iPS細胞 ES細胞 Pramef12 Wnt/β-catenin リプログラミング beta-catenin

项目摘要

iPS細胞は、着床前胚から樹立されたES細胞と同等の分化能を有することから再生医療への応用が期待されている。しかし、最近の研究から核移植ES細胞は、iPS細胞よりES細胞に近いメチル化状態や遺伝子発現を示すことが明らかにされている。これらのことから、卵子に含まれる多数の因子でリプログラミングしたiPS細胞の方が、4個の転写因子（Oct3/4, Klf4, Sox2, c-Myc : OKSM ）でリプログラミングしたiPS細胞よりも品質が高くなると考えられている。本研究では、全能性を有する初期の着床前胚に特異的に発現する遺伝子群（全能性細胞特異的遺伝子）を用いて、iPS細胞の質を改善することを目的とした。これらの遺伝子は、ES細胞やiPS細胞では発現していないことから、iPS細胞の誘導過程で機能する可能性が高いと考えられる。そこで、OKSMに加えて全能性細胞特異的遺伝子をiPS細胞が誘導される初期段階に一過的に発現させた場合と継続的に発現させた場合におけるiPS細胞の樹立効率を検討した。その結果、全能性細胞特異的遺伝子の中でPramef12はリプログラミング初期に一過的に発現させた場合においてのみ、iPS細胞の誘導効率が上昇することが明らかとなった。また、Pramef12をリプログラミング初期に一過的に発現させた場合においてのみ、分化能が高い多能性幹細胞の指標となるDppa4、Nanog、Dlk1、およびGtl2の発現が顕著に増加することが明らかとなった。さらに、Pramef12をリプログラミング初期に一過的に発現させた場合においてのみ、解糖系関連遺伝子や酸化的リン酸化関連遺伝子、間葉-上皮移行関連遺伝子をリプログラミング過程早期から増加することも明らかとなった。そして、Pramef12はWnt/β-catenin シグナル経路に関するタンパク質と細胞質において結合することが示唆された。今後、Pramef12の機能解析と他の全能性細胞特異的遺伝子を用いて作製したiPS細胞の質について検討する予定である。

iPS cells have the same differentiation ability as ES cells, and are expected to be used in regenerative medicine. Recent studies have shown that ES cells, iPS cells and ES cells are closely related to the state of differentiation and gene development. The egg contains most of the factors that make it possible to develop iPS cells. Four of the factors (Oct3/4, Klf4, Sox2, c-Myc : OKSM) make it possible to develop iPS cells with high quality. The purpose of this study is to improve the quality of iPS cells by using specific genes (totipotent cell-specific genes) in early preimplantation embryos. There is a high probability that the gene, ES cells and iPS cells will develop and function during induction. In addition, OKSM increases the induction of totipotent cell-specific genes into iPS cells at the initial stage of induction, and in the case of induction, iPS cell growth rate is investigated. As a result, the induction rate of iPS cells increased in the early stages of the development of pluripotent cell-specific genes. In the early stage of the development of stem cells, the development of Dppa4, Nanog, Dlk1, Dtl2 and Gtl2 increased significantly. In addition, Pramef12 is a kind of gene that can be used to detect the early stage of the process, such as the early stage of the process, and the early stage of the process. Pramef12 is a protein that binds to the cytoplasm of the cell and is associated with the Wnt/β-catenin pathway In the future, the functional analysis of Pramef12 and the use of other totipotent cell-specific genes in the production of iPS cells will be discussed.