ES細胞由来奇形腫のゲノム不安定化の解析

多能性幹細胞であるES細胞やiPS細胞の臨床応用においては、多種多様な細胞系譜への効率的な分化誘導法の確立と共に、それらのゲノム・エピゲノム安定性維持が不可欠である。本研究では、「ES細胞が奇形腫を形成する過程およびin vitroでの増殖・分化過程におけるゲノム不安定化とその機構、ならびにその制御」の解明を目的とする。21年度で解明された成果とその意義を以下に列挙する。1.マウスES細胞をある条件下で継代培養すると、初期にDNA2重鎖切断が生じ、染色体不安定化・増殖停止が認められ、その後パイルアップコロニーが形成される。このコロニーを形成する形質転換細胞は、p53に変異が導入され造腫瘍能も高く、がん幹細胞様細胞と考えられる。ES細胞を幹細胞のモデルとして、幹細胞からがん幹細胞が直接生じることが示唆された。がん幹細胞の研究においても興味深い。2.ES細胞に特異的に発現し、奇形腫の発生とも関わる、恒常活性型のERasの転写制御について、プロモーターを同定し、Nanogが転写制御に関わることを明らかにした。さらに、イントロン1に強力なエンハンサーの存在することが判明した。ERas転写制御機構を明らかにした意義は大きい。3.ES細胞に高発現している機能未知の遺伝子の1つであるDPPA4は活性クロマチンに結合し、ES細胞のstemnessに関わっていることは既に明らかにした。今回、DPPA4タンパク質はN末端側でDNAとC末端側でコアヒストンH3と結合し、リンカーヒストンH1と類似のmobilityを示すことを解明した。DPPA4がES細胞のクロマチン構造を変換させることが示唆された。

多能性幹細胞であるES細胞やiPS細胞の臨床応用においては、多種多様な細胞系譜への効率的な分化誘導法の確立と共に、それらのゲノム・エピゲノム安定性維持が不可欠である。本研究では、「ES細胞が奇形腫を形成する過程およびin vitroでの増殖・分化過程におけるゲノム不安定化とその機構、ならびにその制御」の解明を目的とする。21年度で解明された成果とその意義を以下に列挙する。1.マウスES細胞をある条件下で継代培養すると、初期にDNA2重鎖切断が生じ、染色体不安定化・増殖停止が認められ、その後パイルアップコロニーが形成される。このコロニーを形成する形質転換細胞は、p53に変異が導入され造腫瘍能も高く、がん幹細胞様細胞と考えられる。ES細胞を幹細胞のモデルとして、幹細胞からがん幹細胞が直接生じることが示唆された。がん幹細胞の研究においても興味深い。2.ES細胞に特異的に発現し、奇形腫の発生とも関わる、恒常活性型のERasの転写制御について、プロモーターを同定し、Nanogが転写制御に関わることを明らかにした。さらに、イントロン1に強力なエンハンサーの存在することが判明した。ERas転写制御機構を明らかにした意義は大きい。3.ES細胞に高発現している機能未知の遺伝子の1つであるDPPA4は活性クロマチンに結合し、ES細胞のstemnessに関わっていることは既に明らかにした。今回、DPPA4タンパク質はN末端側でDNAとC末端側でコアヒストンH3と結合し、リンカーヒストンH1と類似のmobilityを示すことを解明した。DPPA4がES細胞のクロマチン構造を変換させることが示唆された。