精子幹細胞の細胞周期の調節機構の解明

阐明精原干细胞细胞周期的调控机制

• 批准号: 20058013
• 负责人: 篠原 美都
• 金额: $ 4.1万
• 依托单位: Kyoto University
• 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: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20058013/
• 关键词: 遺伝学; 発生・分化; 幹細胞; 細胞周期; 細胞・組織

精子幹細胞は自己複製増殖をするとともに分化して、一生にわたり沢山の数の精子を作る。本研究では細胞周期調節因子のCyclin-dependent kinase inhibitor (CDKI)のp21とp27が精子幹細胞や前駆細胞の増殖・分化に関わっていることを明らかにした。p21やp27を培養精子幹細胞(Germline Stem ; GS細胞)に高発現させると増殖の抑制が起こること、またGS細胞は自己複製因子GDNFによりp21やp27遺伝子の発現レベルが低下することから、これらのシグナルが精子幹細胞や前駆細胞の増殖制御に関わっているのではないかと考えられた。そこで、精子幹細胞移植法によりp21KO、p27KOマウスの精巣における幹細胞の機能的活性を調べたところ、幹細胞活性と分化能は保たれており、幹細胞数も野生型と差が見られなかった。しかしながら、我々は通常の精子幹細胞移植法では検出できない差異があるのではないかと考え、更にCompetitve transplantarion assay(競合的移植アッセイ)を行った。この方法は野生型の幹細胞と1:1でミックスして移植を行うというもので、競合させた場合の幹細胞の優位性を判定できるものである。この方法で移植したレシピエントから生まれた仔のゲノタイプを長期にわたり調査したところ、野生型に比しp21KO由来の仔が優勢に生まれるのに対し、p27KO由来の仔は殆ど生まれなかった。さらに継代移植にて幹細胞の自己複製活性を調べたところ、p21KO由来の幹細胞では有意に低下していることが分かった。これらのことから、p21,p27などのCDKIは精子幹細胞からのGermline transmission効率に影響すること、p27遺伝子の発現が精子幹細胞の自己複製制御に関わっていることが分かった。

Sperm stem cells reproduce themselves, differentiate themselves, and produce sperm throughout their lives. The p21 and p27 of Cyclin-dependent kinase inhibitor (CDKI) are closely related to the proliferation and differentiation of sperm stem cells and precursor cells. p21 and p27 gene expression in cultured sperm stem cells (GS cells) is high, and the inhibition of proliferation in GS cells is low. Stem cell transplantation method: p21KO, p27 KO, sperm cells, stem cell function, stem cell activity, differentiation, wild-type difference, stem cell number, etc. The usual sperm stem cell transplantation method is to test the difference between the two methods, and to test the competitive transplantation assay. This method determines the superiority of wild-type stem cells in the case of transplantation and competition. This method is based on the long-term investigation of transplant and wild-type, p21KO and p27KO. The stem cell replication activity of p21KO in vitro is intentionally decreased. CDKIs such as p21,p27 and p28 affect the efficiency of sperm stem cell replication and the efficiency of sperm line transmission.

项目成果

Production of transgenic rats following lentiviral transduction and xenogeneic transplantation of spermatogonial stem cells

慢病毒转导和精原干细胞异种移植后转基因大鼠的产生

• 发表时间: 2008
• 期刊: Biol. Reprod 79
• 作者: Kanatsu-Shinohara M.;et.al.
• 通讯作者: et.al.

精子幹細胞を用いた神経疾患モデルラット作成技術の開発

利用精子干细胞建立神经系统疾病大鼠模型的技术开发

• 发表时间: 2009
• 作者: Yamaya M;Shinya K;Hatachi Y;Kubo H;Asada M;Yasuda H;et al.;篠原美都
• 通讯作者: 篠原美都

Genetic Influences in Mouse Spermatogonial Stem Cell Self-Renewal

• DOI: 10.1262/jrd.09-153n
• 发表时间: 2010-02-01
• 期刊: JOURNAL OF REPRODUCTION AND DEVELOPMENT
• 影响因子: 1.8
• 作者: Kanatsu-Shinohara, Mito;Ogonuki, Narumi;Shinohara, Takashi
• 通讯作者: Shinohara, Takashi

Pluripotency of a single spermatogonial stem cell in mice

• DOI: 10.1095/biolreprod.107.066068
• 发表时间: 2008-04-01
• 期刊: BIOLOGY OF REPRODUCTION
• 影响因子: 3.6
• 作者: Kanatsu-Shinohara, Mito;Lee, Jiyoung;Shinohara, Takashi
• 通讯作者: Shinohara, Takashi

Transmission distortion by loss of p21 or p27 cyclin-dependent kinase inhibitors following competitive spermatogonial transplantation

• DOI: 10.1073/pnas.0914448107
• 发表时间: 2010-04-06
• 期刊: PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
• 影响因子: 11.1
• 作者: Kanatsu-Shinohara, Mito;Takashima, Seiji;Shinohara, Takashi
• 通讯作者: Shinohara, Takashi