多能性幹細胞を起点とした精原幹細胞の試験管内誘導系の開発

これまでの研究で，マウスES細胞(mouse ESCs)を起点とし，始原生殖細胞様細胞 (Primordial germ cell-like cells; PGCLCs)を経て，再構成精巣法という試験管内培養により精原幹細胞を誘導し，その長期培養株である精原幹細胞様細胞(Germline stem cell-like cells; GSCLCs)を樹立する系を確立した．また，GSCLCsはコントロールである生体の精原幹細胞由来GSCsと非常によく似た転写産物状態を示すこと，成体精巣内に移植するとGSCsと比べて低率ながら精子形成を行い，得られた精子からは妊孕性のある子孫が得られることを見出してきた．本年度はGSCLCsのゲノムワイドなDNAメチル化状態の解析を行った．その結果，GSCLCsがGSCsと比べて，精原細胞や減数分裂，精子形成に関連する遺伝子のpromoter領域で高メチル化状態が維持されていること，それらが再構成精巣での培養過程でのPGCLCsの不十分なエピゲノムリプログラミングに起因することを示唆する結果を得た．本研究は，試験管内にて多能性幹細胞から精原幹細胞様細胞を誘導しうることを初めて示したものであり，その分化誘導過程では，正確なエピゲノムリプログラミングが必要であることを示唆するものである．

これまでの研究で，マウスES細胞(mouse ESCs)を起点とし，始原生殖細胞様細胞 (Primordial germ cell-like cells; PGCLCs)を経て，再構成精巣法という試験管内培養により精原幹細胞を誘導し，その長期培養株である精原幹細胞様細胞(Germline stem cell-like cells; GSCLCs)を樹立する系を確立した．また，GSCLCsはコントロールである生体の精原幹細胞由来GSCsと非常によく似た転写産物状態を示すこと，成体精巣内に移植するとGSCsと比べて低率ながら精子形成を行い，得られた精子からは妊孕性のある子孫が得られることを見出してきた．本年度はGSCLCsのゲノムワイドなDNAメチル化状態の解析を行った．その結果，GSCLCsがGSCsと比べて，精原細胞や減数分裂，精子形成に関連する遺伝子のpromoter領域で高メチル化状態が維持されていること，それらが再構成精巣での培養過程でのPGCLCsの不十分なエピゲノムリプログラミングに起因することを示唆する結果を得た．本研究は，試験管内にて多能性幹細胞から精原幹細胞様細胞を誘導しうることを初めて示したものであり，その分化誘導過程では，正確なエピゲノムリプログラミングが必要であることを示唆するものである．