ショウジョウバエにおける生殖幹細胞ニッチの形成機構とシグナル分子の探索

幹細胞は、多分化能を保持したまま自己複製的な分裂を行うことにより、分化した娘細胞を継続的に供給することができ、多くの成体組織において新陳代謝や損傷部分の補修に中心的な役割を果たしている。この幹細胞の特質は幹細胞を取り囲む微小環境(ニッチ)より維持されることが明らかにされつつあるが、幹細胞ニッチや幹細胞の形成機構については未だ不明な点が多い。私たちはショウジョウバエ卵巣の生殖幹細胞をモデル系として、幹細胞と幹細胞ニッチの形成機構の解明を目指している。これまでにlineage解析により、将来生殖幹細胞になる始原生殖細胞は胚発生期に既に生殖巣の前半部に局在しており、生殖巣前半部を構成する体細胞と接していることを明らかにした。このことから、生殖幹細胞への運命決定はは胚の生殖巣前半部にある体細胞により誘導されるか、あるいは、生殖巣後半部の体細胞により抑制されることが示唆される。そこで、私たちは昨年度より、胚の生殖巣の体細胞で発現し、生殖幹細胞及びニッチの形成に必要な遺伝子をゲノムレベルで探索してきた。スクリーニングは、遺伝子発現パターンとRNAiによる遺伝子機能阻害の表現型を指標にして行った。まず、既存の遺伝子発現databaseの情報をもとに、胚の生殖巣の体細胞で優勢的に発現する遺伝子を83個選出した。次に、これらの遺伝子の機能を誘導型RNAiを用いて胚の生殖巣中の体細胞で特異的に阻害し、その表現型を成虫卵巣で調べた。今年度末までに誘導型RNAi系統が存在する46個の遺伝子についての解析が終了した。その結果、生殖幹細胞の形成に必要な遺伝子を5個、ニッチ細胞の形成そのものに必要な遺伝子を2個、生殖細胞の生存に必要な遺伝子を7個同定した。これらの遺伝子は全て新規遺伝子、または、生殖巣における機能が解析されていない遺伝子であり、生殖幹細胞およびニッチの形成機構の解明のための重要な糸口となると確信している。

幹細胞は、多分化能を保持したまま自己複製的な分裂を行うことにより、分化した娘細胞を継続的に供給することができ、多くの成体組織において新陳代謝や損傷部分の補修に中心的な役割を果たしている。この幹細胞の特質は幹細胞を取り囲む微小環境(ニッチ)より維持されることが明らかにされつつあるが、幹細胞ニッチや幹細胞の形成機構については未だ不明な点が多い。私たちはショウジョウバエ卵巣の生殖幹細胞をモデル系として、幹細胞と幹細胞ニッチの形成機構の解明を目指している。これまでにlineage解析により、将来生殖幹細胞になる始原生殖細胞は胚発生期に既に生殖巣の前半部に局在しており、生殖巣前半部を構成する体細胞と接していることを明らかにした。このことから、生殖幹細胞への運命決定はは胚の生殖巣前半部にある体細胞により誘導されるか、あるいは、生殖巣後半部の体細胞により抑制されることが示唆される。そこで、私たちは昨年度より、胚の生殖巣の体細胞で発現し、生殖幹細胞及びニッチの形成に必要な遺伝子をゲノムレベルで探索してきた。スクリーニングは、遺伝子発現パターンとRNAiによる遺伝子機能阻害の表現型を指標にして行った。まず、既存の遺伝子発現databaseの情報をもとに、胚の生殖巣の体細胞で優勢的に発現する遺伝子を83個選出した。次に、これらの遺伝子の機能を誘導型RNAiを用いて胚の生殖巣中の体細胞で特異的に阻害し、その表現型を成虫卵巣で調べた。今年度末までに誘導型RNAi系統が存在する46個の遺伝子についての解析が終了した。その結果、生殖幹細胞の形成に必要な遺伝子を5個、ニッチ細胞の形成そのものに必要な遺伝子を2個、生殖細胞の生存に必要な遺伝子を7個同定した。これらの遺伝子は全て新規遺伝子、または、生殖巣における機能が解析されていない遺伝子であり、生殖幹細胞およびニッチの形成機構の解明のための重要な糸口となると確信している。