酸素濃度制御を利用したヒト多能性幹細胞のnaive化の検討

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本研究では酸素制御による刺激と間葉上皮転換(MET)機構を組み合わせ、ヒト多能性幹細胞(hPSC)の効率的なnaive化を図ることを目的としている。研究は酸素条件の設定及びその条件下のhPSCにおけるエピジェネティック因子の変動の解析と、好適酸素条件下でのガン阻害剤低分子化合物ライブラリーからのnaive化に寄与する化合物のスクリーニングを年度毎に分け計画した。初年度は培養条件の作成に注力し、低酸素(2%～5%)処理後とその処理時間、化合物添加時を想定した播種密度の組合せの検討を行い、ヒストン修飾関連酵素の遺伝子発現の増減を定量PCRで比較した。結果として低酸素濃度ほど発現量が上昇する傾向があり、hPSCが低密度かつfeeder-free条件下での長時間処理では細胞死を招きやすいことが判明した。同時にパウチパック/低酸素調節剤を用いた更なる低酸素条件(≦1%)の検討を行ったが、播種条件と処理時間を厳密に調整する必要があり、最適酸素濃度条件の決定には至らなかった。一方で、遺伝子発現制御によるMETを合せて進め、METに関連する遺伝子の過剰発現と低酸素状態の同時処理によるnaive化の可否を検討した。E-cadherin過剰発現ヒトES細胞株を作成し、通常酸素濃度と低酸素濃度(2%)下でE-cadherinを過剰発現させ比較したところ、低酸素条件下でよりコンパクトでタイトなコロニーを形成し、また遺伝子発現を調べた結果ではnaive関連遺伝子の発現が上昇することが判明した。しかしその発現は既報値ほど増加せず、またE-cadherinの過剰発現量もやや制限的であったため、遺伝子導入株のクローニングを行い再施行する必要があると判断した。研究者の退職により本研究は廃止されるが、今後更に至適酸素条件を確定することで、確実なnaive化が実現されると考える。