ほ乳類精子形成幹細胞の可視化と運命追跡による自己複製機構の解明

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本研究の目的は、マウス精巣における恒常的な精子形成を支えている幹細胞の実体を、幹細胞を同定し、その機能を明らかにし、更に精巣内での局在や増殖・分化の挙動を明らかにすることによって解明することである。昨年度は、マウス精子形成の幹細胞である「未分化型精原細胞」の長期にわたる挙動をパルスラベル実験と移植を組み合わせて検討し、幹細胞には、実際に自己複製している細胞集団と、自己複製の能力を持ちながら普段は分化しており、幹細胞が失われたときにバックアップとして備える細胞集団があることを示唆する実験結果を得た(Dev.Cell 2007)。本年度は、「未分化型精原細胞」の精細管内でふるまいを、タイムラプス連続撮影や3次元立体再構成を用いて検討した(Science 2007)。その結果、未分化型精原細胞は、血管や男性ホルモン産生細胞に近い領域に局在し、分化に伴ってここを離れ、精細管全域に散らばってくことを初めて明らかにした。この領域はニッチと考えられ、永く実体が謎に包まれているほ乳類の精子形成幹細胞ニッチの実体に迫る重要な知見である。さらに、血管パターンの変化にあわせてニッチも再編成される事も示唆された。精細管のニッチは、ショウジョウバエなどで知られる、発生過程で厳密に作られ固定されたニッチとは異なる戦略で作られていることがわかった。いずれも、精子形成に留まらず、幹細胞研究全般に新しい重要な概念を与える研究成果である。