組織幹細胞を用いた核移殖クローンマウスの作成と再プログラム化の解析

利用组织干细胞创建核移植克隆小鼠并分析重编程

基本信息

批准号：
16045219
负责人：
三好浩之
金额：
$ 3.84万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
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：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16045219/
关键词：
核移植クローン再プログラム化幹細胞

项目摘要

体細胞核移植クローン技術は、医療や畜産など多岐にわたる分野での応用が期待されている。しかしながら、体細胞クローン動物の産出率が極めて低いことやクローン動物に生じる様々な異常が大きな問題となっている。これらの問題を解決するためには、再プログラム化のメカニズムを明らかにし、正確でかつ効率のよい再プログラム化を行うための技術開発が必要である。これまでのところ、ES細胞を核ドナーとしたクローンの作出効率は他の体細胞よりも高いことから、未分化な細胞の核は終末分化した細胞よりも再プログラム化され易いのではないかということが示唆されている。そこで本研究では、マウスの組織幹細胞を核ドナーとしたクローン胚あるいは個体を作出し、再プログラム化能力の評価を行った。まず、成体マウスの骨髄より単離した造血幹細胞を核ドナーとしたクローン胚を作出し、卵丘細胞の場合と比較した。造血幹細胞は2cellへの発生率は卵丘細胞と同程度に高かったが(約90%)、これは造血幹細胞の細胞周期がG0であることによると考えられる。一方、胚盤胞への発生率は非常に低く(6% vs 46%)、クローン産仔の産出率はわずか0-0.7%であった。造血幹細胞クローン胚では、接合体遺伝子の転写活性化および造血幹細胞に特異的な遺伝子の転写不活化は確認されたが、Hdac1など胚発生に重要ないくつかの遺伝子が活性化されていないことが判明した。また、神経幹細胞を核ドナーとしたクローン産仔の産出率は1.6%で、卵丘細胞と同程度であった。間葉系幹細胞の場合には、4cellへの発生率が非常に低くクローン産仔は得られなかった。これは、間葉系幹細胞を樹立する過程で起った染色体異常が原因であると考えられる。以上の結果より、組織幹細胞は多分化能を持つ未分化な細胞であるが、その再プログラム化能力は予想に反して低いことが明らかとなった。

体细胞核转移克隆技术有望在包括医疗和牲畜生产在内的各个领域应用。但是，在克隆动物中，体细胞克隆动物的产量极低和各种异常是主要问题。为了解决这些问题，有必要阐明重编程和开发技术的机制，以确保准确有效的重新编程。到目前为止，使用ES细胞作为核供体的克隆的生产效率高于其他体细胞的生产效率，这表明与终末分化的细胞相比，未分化的细胞的核更有可能被重编程。因此，在这项研究中，使用小鼠组织干细胞作为核供体产生克隆的胚胎或个体，并评估了重编程的能力。首先，使用从成年小鼠的骨髓中分离为核供体的造血干细胞产生克隆的胚胎，并与卵石细胞进行比较。造血干细胞的发生率等于2个细胞（约90％），如卵高细胞，这可能是由于造血干细胞的G0细胞周期所致。另一方面，胚泡的发生率非常低（6％vs 46％），克隆出生率仅为0-0.7％。尽管在造血干细胞中证实了合子基因的转录激活和特异性造血干细胞基因的转录失活，但发现几种对胚胎发育（例如HDAC1）很重要的基因，例如HDAC1，尚未被激活。此外，使用神经干细胞作为核供体的克隆幼崽的产量率为1.6％，这与卵石细胞大致相同。在间充质干细胞的情况下，对4细胞的发生率很低，并且没有获得克隆犊牛。这被认为是由间充质干细胞建立期间发生的染色体异常引起的。以上结果表明，组织干细胞是具有多功能潜力的未分化细胞，但是它们的重编程能力较低，与期望相反。