クローン技術を用いた血管細胞分化機構の解明

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前年度、ES細胞から血管内皮細胞に分化する諸段階の細胞をドナーとして除核マウス未受精卵に核移植を行い、その後の胚発生率がドナー細胞の分化とともに著しく低下することを見いだした。本年度は、ES細胞の未分化性維持に必須な因子であるOct4の発現動態に注目し、分化に伴うエピジェネティックな変化と核移植後のリプログラミングとの相関を解析すると同時に、体細胞核由来ES細胞(ntES細胞)の特性について検討した。ES細胞のOct4発現は、分化条件2.5日目で既に減少し、プロモーター領域のエピジェネティツクな変化はヒストンH3K9のメチル化→DNAの高メチル化の順に進んだ。核移植後の胚発生率はOct4の発現、ヒストンH3K9のメチル化の増加とともに低下し、DNAメチル化が変化する以前の段階でリプログラミングに対する感受性が変化する可能性が示唆された。一方、PECAM1+のES細胞由来の核移植後胚盤胞より新たにES細胞を樹立し、それらのntES細胞が血管細胞への分化指向性をもっているかどうか,分化方向の特性を有するのかを検討を行った。マーカー遺伝子の発現、胚葉体形成能にはドナーES細胞との間で差は見られなかった。さらに、血管内皮細胞、平滑筋細胞への分化効率はドナーES細胞と変わらず、ドナー細胞の特性が保持されていることを示す結果は得られなかった。以上から、核移植後のリプログラミングに対するドナー核の感受性は分化の初期にヒストン修飾の変化とともに低下すること、ntES細胞が樹立された場合、ドナー細胞による分化指向性への影響は明らかではなく、正常ES細胞と同等の分化能を有することが示唆された。核移植後のリプログラミングに対する感受性と細胞の可塑性、分化の可逆性との関連を検討することにより、細胞分化の新たな側面が明らかになると期待された。