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

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。