ブタキメラ技術を基盤とした移植・再生医療に関する研究

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本研究では、(1) ブタiPS細胞の多分化能（キメラ形成能）の検証、(2) 初期発生過程における異種キメラの可能性の検証、(3) 腎臓欠損ブタの作出、を主たる課題とした。1年次には、ブタ単為発生胚を用いるキメラ胎仔作出法を開発し (Nakano et al., PLoS ONE, 2013)、ブタiPS細胞の多能性評価 (Arai et al., Genesis, 2013)を行った (課題1)。課題2に関しては、ブタ胚と異種胚細胞とによるキメラ胚の作製条件を検討した。これを受けて2年次には、異種間キメラ胎仔の作出に取り組んだ。加えて、腎臓欠損の表現型を示す、遺伝子ノックアウト (KO)ブタの作出に取り組んだ。課題2については、ブタ胚をホストとし、マウス、マーモセット胚細胞 (内部細胞塊：ICM)をドナー細胞とする、異種間キメラ胚の体内発達能と、胎仔期（体節期：胎齢20-23）におけるキメリズムについて検証した。異種間キメラ胚を借腹雌に移植し、得られた胎仔組織にドナー細胞の寄与が認められた。マウスあるいはマーモセットICMをドナー細胞とするブタ異種間キメラ胚は、体節期胎仔において、キメラ状態を維持できることを明らかとした。課題3では、ZFNを用いたゲノム編集によりSall1遺伝子をKOしたブタにおける、腎臓形成を解析した。Sall1 KO細胞を核ドナーとして作製した体細胞核移植胚から得られたクローンブタでは、腎臓形成がほぼ完全に欠落していた。さらに、痕跡的な腎組織の解析によって、Sall1遺伝子の発現消失が確認された。以上から、Sall1遺伝子をKOすることでブタにおいても腎臓欠損の表現型を誘導し得ることが明らかとなった。本研究の成果は、臓器再生の実現に向けた今後の研究に重要な基礎的知見と技術的基盤を提供すると考えられる。