精子幹細胞のニッシェへのホーミングに関わる分子機構の解明

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精子幹細胞は血液系幹細胞と同様に、別個体に移植すると自らのニッシェにホーミングし、その組織を再構築できる。研究代表者らはこれまで精子幹細胞の機能解析を行ってきたが、2003年にマウスの精子幹細胞の長期培養系を独自に確立し、これをGermline Stem(GS)細胞と命名した。18年度の研究ではこのGS細胞培養系を用いて、アデノウイルスにより遺伝子操作を行い、conditional knockoutマウスを用いてニッシェに関与する遺伝子をアッセイする方法を確立した。この方法はrecombinationによりbeta-galactosidaseを発現するROSA26-Creレポーターマウスにより精巣細胞を採取し、これにCreを発現するアデノウイルスベクター(AxCANCre)を導入し、幹細胞に感染すればROSA26のプロモーターは精子形成の過程で活性であるため、beta-galactosidaseを発現するというものである。19年度の研究ではこのアッセイ系をもちいてホーミング関連遺伝子のスクリーニングを行った。血液系幹細胞でホーミング関連遺伝子として示唆されている分子群(CXCR-4,c-Kit/SCF,E-cadherinなど)を中心にconditional knockoutマウスからGS細胞を樹立した。さらに上記のアデノウイルスの系を用いて試験管内でCre recombinationによりホモ変異の細胞を誘導して、この細胞を精巣に移植することによりホーミングへの影響を観察した。移植には内因性の精子形成の欠損しているWマウスを用いた。移植後約三ヶ月でホストマウスの精巣を摘出し、LacZ染色を行った結果、一部の分子についてホモ変異GS細胞は野生型に比し顕著にコロニー形成が低下することが分かった。