生殖系列発生過程における高次遺伝子発現制御の包括的解析

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哺乳類の初期胚には,将来成体のすべての細胞に分化する能力を持つ多分化能細胞が存在し、ここからES細胞のような胚性幹細胞を樹立することが出来る。これらの胚性多能性細胞と始原生殖細胞(PGC)は発生学的にみて、類似した性質を持つことが示唆されており、両者の類似性、相違点を明確にすることはこれらの細胞で生じるゲノム再プログラム化や生殖細胞分化過程の解明に重要と考えられる。我々は各発生段階の胚体から純化したPGC、および代表的な幹細胞であるES細胞、PGCから派生したEG細胞、精原細胞由来のGS細胞などの幹細胞、およびES細胞から試験管内で分化したPGC様細胞(in vitro PGC; iPGC)のトランスクリプトームの比較解析を行った。その結果、ES細胞とPGCは有意に異なる発現プロファイルを持つことが分かった。各細胞タイプの発現プロファイルの主成分分析を行ったところ、これらはES細胞に類似したグループとPGCに類似した集団の2つのグループに大別できることが明らかとなった。GS細胞はPGCと非常によく似たプロファイルを有しており、iPGCもPGCのグループに分類された。調べた6つのEG細胞株のうち、5つはES細胞と同様のプロファイルを示したが、興味深いことに雌由来EG細胞株、TMA58GのみがPGCグループに分類され、この細胞株の遺伝子発現、その制御に関与するエピジェネティック状態がPGCに類似していることが示唆された。また、主成分分析の結果を元にして、ES細胞、PGCを特徴づける遺伝子群(signature gene)を同定することに成功した。これらのsignature geneの解析により、EG細胞やiPGCとES細胞、あるいはPGCの共通点、相違点を明らかにすることに成功した。