iPS細胞の品質管理機構

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胚性幹細胞は精子と卵子の融合でできた受精卵から樹立した細胞であり、体のあらゆる組織を作り出す万能性を持つ。また、早い速度で分裂を続けて、半永久的に自分と同じ細胞を作る自己複製能を持つ。胚性幹細胞は個体全体の細胞に分化するので個体の健康に直接関わる。従って、ゲノム完全性を保つことが重要であり、実際胚性幹細胞と分化した細胞を比較してみると、DNA損傷修復タンパク質の一部が、分化した細胞より胚性幹細胞で高発現していることが報告されている。なお、放射線による損傷後の損傷信号の一つであるγH2AXの減少が体細胞より胚性幹細胞で直ちに行われていることが見いだされた。DNA損傷の修復にはDNA損傷チェックポイントでの損傷センシング、修復経路の誘導、活性化が必要であり、修復が終了するまで細胞周期を停止する。しかし、早い速度で分裂を繰り返す胚性幹細胞において、細胞周期の停止は分化を引き起こす原因にもなり得るので、このような性質を持つ胚性幹細胞が体細胞と比べて、ゲノム完全性を高く保つメカニズムを調べることは、胚性幹細胞を臨床応用に用いるために非常に重要であり、ひいては、質の良い胚性幹細胞を選択できるクライテリアになり得ると期待される。ヒトまたはマウスの繊維芽細胞と胚性幹細胞にDNA二本鎖切断を引き起こす薬剤を添加し、両細胞でのDNA損傷修復反応の差を調べる。一方で、ゲノム上の既知の領域でDNA二本鎖切断を誘導できる系を作製する。詳しくは、ヒトまたはマウスのゲノムには存在しない制限酵素のターゲット配列を入れた細胞から人工多能性幹細胞(induced pluripotent stem cell)を樹立し、両細胞でDNA二本鎖切断を誘導した時の反応を調べる。既知の制限酵素ターゲット配列の挿入されたゲノム領域を用いるので、多岐に渡るDNA損傷修復に関わる因子を直接検討することが可能である。