ES細胞の生殖系列伝播能とインプリント遺伝子のかかわり

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ポストゲノム時代の到来により、様々な遺伝子のノックアウトマウス作製にES細胞が用いられる時代となった。ノックアウトしたES細胞から改変遺伝子を保有する個体を作製する前提として、生殖系列伝播能の高いES細胞が不可欠となるが、一部のES細胞株を除き長期継代すると次第に生殖系列伝播能が低下することが知られている。そして、遺伝子改変ES細胞を作製してはみたものの、肝心な生殖系列キメラが得られないという現状が多くの研究者たちの頭を悩ませている。近年ではES細胞を特殊な環境下で培養することにより、いくつかのインプリント遺伝子の発現に変化が生じることが報告されているが、その原因は詳しく分かっていない。我々はES細胞の寄与率低下の原因はインプリント遺伝子の継代による異常の蓄積だと考え、継代によるES細胞のメチル化変化を調べたので報告する。本研究では、正常胚、単為発生胚、雄核発生胚、核移植胚からES細胞を樹立し、継代によるインプリント遺伝子のメチル化状態の変化を調べた。その結果、継代により、あるES細胞ではメチル化状態が正常状態よりも高くなり、あるES細胞ではメチル化状態が低下することが判明した。特に単為発生胚由来ES細胞や核移植胚由来ES細胞では本来メチル化されている遺伝子がかなり脱メチル化されることが分かった。また、単為発生由来ES細胞を用いたキメラ実験からインプリント遺伝子の脱メチル化は遺伝子発現にも影響を及ぼすことが分かった。特に胎児の成長や細胞増殖に関わる遺伝子にこのような変化が見られたことから、継代によるインプリント遺伝子のメチル化状態の変化はキメラマウスのキメラ率や生殖系列伝播能に大きく影響することが示唆された。今後はよりインプリント遺伝子のメチル化状態が正常なES細胞をスクリーニングすることで、寄与率や生殖系列伝播能の高いES細胞を利用できるかもしれない。