piRNAを介した生殖細胞の脱分化・腫瘍化制御機構の解明

阐明 piRNA 介导的生殖细胞去分化和肿瘤发生的控制机制

• 批准号: 22K07003
• 负责人: 城本 悠助
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K07003/
• 关键词: 精子幹細胞; piRNA; 生殖細胞腫瘍

生殖細胞は次世代に遺伝情報を伝搬するという特殊な能力をもつ一方で、潜在的な多能性を持ち、奇形腫を形成して体細胞にも脱分化する。しかし、生殖細胞の持つ多能性がどのように抑制されているかについては未だ明らかでない。生殖細胞の遺伝子発現制御において特徴的な役割を果たすものとして小分子RNAであるPiwi interacting RNA （piRNA）が知られており、生殖細胞のゲノムを守るという重要な役割を果たしているが、近年ではpiRNAががんを含めた様々な生命現象に関わることも明らかになってきた。本研究では培養精子幹細胞であるgermline stem （GS）細胞を用いた実験で、piRNAと結合する分子であるMILI (Mouse piwi like)の欠損がGS細胞の脱分化を誘導し、奇形腫の形成を促すことを見出した。また、MILI-piRNA経路の標的遺伝子として転写因子であり多能性を制御するSox2を同定した。MILI欠損GS細胞において、Sox2のRNA量及びタンパク量が著しく増加しており、MILIがSox2の転写を制御していると考えられた。また、MILI欠損GS細胞においてSox2遺伝子のノックダウンを行ったところ、脱分化が引き起こされなくなったことから、MILI欠損GS細胞においてSox2が脱分化に必須の因子であることが明らかとなった。また、生体ではMILI欠損マウスにおいて精巣腫瘍は認められなかったが、Trp53欠損マウスとの交配により、低確率ではあるものの精巣が肥大する所見が認められた。肥大組織の染色解析により、テラトーマが形成されているか明らかにしていく。

尽管生殖细胞具有将遗传信息传输到下一代的特殊能力，但它们也具有潜在的多能性，形成畸胎瘤并将其推导到体细胞中。但是，尚不清楚生殖细胞的多能性质如何抑制。 PIWI相互作用RNA（PIRNA）是一种小分子RNA，被称为在调节生殖细胞中基因表达中的独特作用，并且在保护生殖细胞基因组中起着重要作用，但近年来，PIRNA也很明显，PIRNA参与了包括癌症在内的各种生命现象。在这项研究中，我们发现MILI（小鼠Piwi喜欢）的缺乏，该分子与PIRNA结合，诱导GS细胞的去分化并促进畸胎瘤的形成。另外，SOX2（转录因子和多能控制）被确定为Mili-PiRNA途径的靶基因。在缺陷型GS细胞中，SOX2中的RNA和蛋白质的量显着增加，人们认为Mili调节SOX2转录。此外，在缺乏MILI的GS细胞中进行SOX2基因的敲低，并且不再引起去分化，这表明SOX2是在缺乏MILI缺陷型GS细胞中进行分化的重要因素。此外，尽管在米利缺乏小鼠的活生物体中未观察到睾丸肿瘤，但发现与TRP53缺陷型小鼠交配时的可能性很低，但发现睾丸肿大。肥厚组织的染色分析揭示了是否形成了畸胎瘤。