エピブラストにおける維持・分化制御機構の解明

マウス初期胚に発生するエピブラストは、3胚葉のそれぞれの直接の起源であるが、エピブラストの維持・分化制御機構にあたる分子基盤はあまり解明されていない。私たちは、マウスES細胞を使用し、エピブラストの分子基盤に関係する遺伝子としてLIM homeobox1 (Lhx1)を同定した。私たちは、エピブラストの特徴を持つP19細胞でLhx1過剰発現実験を行った。結果は、オーガナイザー、中、内胚葉マーカーの発現が有意に上昇したことが分かった。次に、Lhx1をノックダウン（KD）させたマウスES細胞、Lhx1-KD ES細胞株を樹立し、胚様体を作製した。3日目では、オーガナイザーマーカーの発現が有意に抑制され、5日目では、中、内胚葉マーカーの発現が有意に抑制されていた。更に、Lhx1遺伝子座にGFPをノックイン（KI）した、Lhx1-KI ES細胞株を樹立した。そして、胚様体3日目と5日目でソーティングを行った。その結果、3日目では、陽性細胞群でオーガナイザーマーカーの発現が確認され、中内胚葉マーカーのCXCR4とGFPの両陽性群が約8割を占めていた。5日目では、GFP陽性細胞群で中、内胚葉マーカーの発現が確認され、CXCR4/GFP両陽性群は減少した一方で、GFP陽性群に中胚葉マーカーPDGFRα、内胚葉マーカーDAF1、それぞれの陽性群が見られた。これらの結果から、①Lhx1はエピブラスト形成時に発現すること、②Lhx1過剰発現は、P19細胞を中内胚葉へ分化誘導すること、③ES細胞の分化誘導において、Lhx1の抑制は中内胚葉分化を妨害すること、④Lhx1陽性細胞は、オーガナイザーマーカーの発現を示し、その後、中内胚葉マーカーを示すこと、これら4つを明らかにした。つまり、Lhx1がエピブラストからオーガナイザーの形成及び3胚葉分化の制御因子として働いていることがわかった。

マウス初期胚に発生するエピブラストは、3胚葉のそれぞれの直接の起源であるが、エピブラストの維持・分化制御機構にあたる分子基盤はあまり解明されていない。私たちは、マウスES細胞を使用し、エピブラストの分子基盤に関係する遺伝子としてLIM homeobox1 (Lhx1)を同定した。私たちは、エピブラストの特徴を持つP19細胞でLhx1過剰発現実験を行った。結果は、オーガナイザー、中、内胚葉マーカーの発現が有意に上昇したことが分かった。次に、Lhx1をノックダウン（KD）させたマウスES細胞、Lhx1-KD ES細胞株を樹立し、胚様体を作製した。3日目では、オーガナイザーマーカーの発現が有意に抑制され、5日目では、中、内胚葉マーカーの発現が有意に抑制されていた。更に、Lhx1遺伝子座にGFPをノックイン（KI）した、Lhx1-KI ES細胞株を樹立した。そして、胚様体3日目と5日目でソーティングを行った。その結果、3日目では、陽性細胞群でオーガナイザーマーカーの発現が確認され、中内胚葉マーカーのCXCR4とGFPの両陽性群が約8割を占めていた。5日目では、GFP陽性細胞群で中、内胚葉マーカーの発現が確認され、CXCR4/GFP両陽性群は減少した一方で、GFP陽性群に中胚葉マーカーPDGFRα、内胚葉マーカーDAF1、それぞれの陽性群が見られた。これらの結果から、①Lhx1はエピブラスト形成時に発現すること、②Lhx1過剰発現は、P19細胞を中内胚葉へ分化誘導すること、③ES細胞の分化誘導において、Lhx1の抑制は中内胚葉分化を妨害すること、④Lhx1陽性細胞は、オーガナイザーマーカーの発現を示し、その後、中内胚葉マーカーを示すこと、これら4つを明らかにした。つまり、Lhx1がエピブラストからオーガナイザーの形成及び3胚葉分化の制御因子として働いていることがわかった。