カニクイザルES細胞を用いた減数分裂期卵母細胞の試験管内誘導

使用食蟹猴 ES 细胞体外诱导减数分裂卵母细胞

• 批准号: 22K15380
• 负责人: 茂谷 小百合
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K15380/
• 关键词: 減数分裂; 卵母細胞; カニクイザル; ES細胞; 試験管内誘導; 生殖細胞; 再構成卵巣

生殖細胞系譜は始原生殖細胞に由来する。当研究室では、ヒトiPS細胞を起点として始原生殖細胞様細胞（Primordial germ cell-like cell, PGCLC）へ、さらにPGCLCを胎生期12日目のマウス胎児卵巣体細胞と凝集培養すること（以下、再構成卵巣法）により卵原細胞様細胞へ誘導することに成功しているが、ヒト再構成卵巣法の場合、減数分裂期へ移行した卵母細胞の分化誘導は実現していない。さらにヒトでは、誘導された卵子の受精能及び受精卵の個体発生能を検証することは倫理的に不可能であることから、ヒトに代わるモデル生物での生殖細胞発生過程の試験管内再構成系構築が必要不可欠である。そこで、本研究課題ではヒトと近縁な非霊長類モデルカニクイザルを用いて雌性生殖細胞を試験管内で誘導することを目的とし研究を行った。本年度は、前年度に構築した「2ステップ再構成卵巣法（1段階目で卵原細胞様細胞へ、2段階目で卵母細胞様細胞へ誘導する方法）」により得られた卵母細胞様細胞の性状解析を行った。まず、1細胞トランスクリプトーム解析により、卵母細胞様細胞は減数分裂初期のカニクイザル胎児卵母細胞と類似の遺伝子発現プロファイルを有していた。また、EM-seq法により全ゲノムメチル化解析を実施したところ、卵原細胞様細胞、卵母細胞様細胞では顕著なDNA脱メチル化状態であることがわかった。さらに、本研究に用いたES細胞由来生殖細胞では、母方由来X染色体は父方由来に比して高いDNAメチル化状態にあること、母方X染色体における脱メチル化とX染色体再活性化の関連性を見出した。そして、ヒト再構成卵巣においても同様の傾向があることが分かった。以上の成果を前年度の成果と併せて、本年度末国際学術誌に発表した。

种系谱系源自原始生殖细胞。我们实验室以人iPS细胞为起点，培育出原始生殖细胞样细胞（PGCLC），然后将PGLCC与胚胎第12天的小鼠胎儿卵巢体细胞（以下简称“PGCLC”）进行聚集培养。在人类重建卵巢方法的情况下，尚未实现诱导已过渡到减数分裂期的卵母细胞的分化。此外，在人类中，验证诱导卵的受精潜力和受精卵的个体发育潜力在伦理上是不可能的，因此模型生物中生殖细胞发育过程的体外重建是人类的替代构建。因此，在本研究项目中，我们利用与人类关系密切的非灵长类模型食蟹猴进行了体外诱导雌性生殖细胞的研究。今年，我们将使用通过“两步重建卵巢法（第一步诱导卵原样细胞，第二步诱导卵母细胞样细胞）”获得的卵母细胞样细胞。分析了前一年开发的电池特性。首先，单细胞转录组分析表明，卵母细胞样细胞的基因表达谱与减数分裂早期食蟹猴胎儿卵母细胞相似。此外，使用 EM-seq 的全基因组甲基化分析表明，卵原细胞样细胞和卵母细胞样细胞具有明显的 DNA 去甲基化状态。此外，在本研究中使用的ES细胞衍生的生殖细胞中，母体X染色体的DNA甲基化状态高于父体X染色体，并且我发现母体X染色体的去甲基化与X染色体重新激活之间存在关系。 。在人类重建的卵巢中也发现了类似的趋势。上述结果与去年的结果一起于今年年底发表在国际学术期刊上。

项目成果

Induction of fetal meiotic oocytes from embryonic stem cells in cynomolgus monkeys

• DOI: 10.15252/embj.2022112962
• 发表时间: 2023-03-16
• 期刊: EMBO JOURNAL
• 影响因子: 11.4
• 作者: Gyobu-Motani, Sayuri;Yabuta, Yukihiro;Saitou, Mitinori
• 通讯作者: Saitou, Mitinori