精原幹細胞純化法の開発と応用

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本年度の研究プロジェクトにおいては、精子幹細胞の機能解析および応用には、in vitroでの精子幹細胞の培養法の開発が不可欠であると考え、マウスの精子幹細胞を試験管内で増殖することを試み、成功した。このgermline stem (GS)細胞の培養系は生後のマウスの精巣から採った細胞をEGF,bFGF,LIF,GDNFを含む培養液にて培養すると、培養開始から5-8日でコロニー形成がおこり、継体により長期間増え続ける。全体の細胞数としては培養開始後5か月以上増殖し続けた。ホストマウスの精巣に移植すると精細管内でコロニーを作り、幹細胞の数が3か月間で10の7乗倍にも増殖していることが分かった。また不妊のホストマウスをメスを交配させると培養細胞由来の子供を得ることができることが分かった。このように長期にわたって機能的に正常な精子幹細胞が試験官内で増殖し続けたという報告はこれまでにもなく、この技術をもしマウス以外の種に応用できれば、家畜動物の新しいトランスジェニック動物作製法として新しい可能性を切り開くことが予想され、産業的にも価値が高いものである。今回私が開発したGS細胞培養法はin vitroで精子幹細胞を増幅するものであるため、濃縮された幹細胞集団を得る手段として有効である可能性が高い。フローサイトメトリーにより調べたところ、GS細胞は精子幹細胞マーカーであるa6-integrinおよびb1-integrin陽性、精原細胞マーカーであるEpCAMおよびEE2陽性であった。また一部がc-Kit陽性であり若干の分化が培養系で起こっていることを示唆するものの、大部分の細胞集団はc-Kit陰性であった。これらの結果はGS細胞が幹細胞を含む、主に精原細胞の集団であることを示している。今後はこのGS細胞に遺伝子導入をすることによりトランスジェニック動物が作成できるか、試行する予定である。