ES細胞との細胞融合による体細胞核の初期化機構

与ES细胞融合体细胞核重编程机制

基本信息

批准号：
15039216
负责人：
多田高
金额：
$ 4.1万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

研究の背景と目的)体細胞と胚性幹(ES)細胞の細胞融合という独創的な実験系を用いて体細胞核を未分化細胞様に再プログラム化(初期化)することに成功していた。当該研究では、細胞融合による体細胞核の多分化能獲得に関わるエピジェネティクス、特にクロマチン構造の変化から初期化機構の解明を目指して研究を進めてきた。結果)初期化を体細胞核クロマチン構造の変化として捉える目的で、マウス亜種間(Mus musculus domesticusとM. m. molossinus)で融合細胞を作製した。亜種間融合細胞ではDNA塩基配列多型によりDNAおよび転写産物の由来を決定することができる。細胞染色法やクロマチン免疫沈降法を用いて、細胞融合前後の体細胞核のクロマチン状態の変化をヒストンH3とH4のアセチル化およびH3のメチル化を目印に解析した。その結果、融合前の体細胞核はヒストンH3とH4の低アセチル化、H3の4番目リジン(K4)が低メチル化によって特徴づけられていた。一方、初期化された体細胞核では、ヒストンH3とH4の相対的高アセチル化、H3K4の高メチル化が目印となっていた。以上の結果から、初期化は、クロマチン構造の緩化による体細胞核記憶の消去と多能性幹細胞特異的エピジェネティクス(EPG)の獲得の少なくとも2段階プロセスからなる分子機構によると考えられた。多能性幹細胞特異的EPGの樹立重要な機能を果たすと考えられたNanog遺伝子の機能と発現調節機構をも明らかにした。

研究的背景和目的）我们使用原始的实验系统（在体细胞和胚胎茎（ES）细胞之间称为细胞融合）成功地以未分化的细胞样方式重新编程（重新启动）体细胞核。在这项研究中，我们一直在进行研究，目的是阐明从参与通过细胞融合获得的体细胞核获得的表观遗传学的复发机制，尤其是染色质结构的变化。结果）融合细胞是在小鼠亚种（穆斯克us usculus and hisherdus and M. M. m. molossinus）之间产生的，目的是将重编程视为体细胞核染色质结构的变化。在种间融合细胞中，可以通过DNA序列多态性确定DNA和转录本的起源。使用细胞染色和染色质免疫沉淀，使用组蛋白H3和H4的乙酰化和H3的甲基化分析细胞融合前后体细胞核的染色质状态的变化。结果，融合前的体细胞核的特征是组蛋白H3和H4的低乙酰化，以及H3的第四赖氨酸（K4）的甲基化。另一方面，在复发性的体细胞核中，标记了组蛋白H3和H4的相对高乙酰化以及H3K4的高甲基化。基于上述结果，人们认为重编程是由一种分子机制引起的，该分子机制由至少两个阶段擦除了染色质结构并获得多能干细胞特异性表观遗传学（EPG）来擦除体细胞核记忆。还阐明了纳米基因的功能和表达调节机制，被认为在建立多能干细胞特异性EPG中起着重要作用。