ES細胞の生殖系列伝播能とインプリント遺伝子のかかわり

ES细胞种系传递能力与印记基因的关系

基本信息

批准号：
17770182
负责人：
堀居拓郎
金额：
$ 1.86万
依托单位：
Gunma University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

ポストゲノム時代の到来により、様々な遺伝子のノックアウトマウス作製にES細胞が用いられる時代となった。ノックアウトしたES細胞から改変遺伝子を保有する個体を作製する前提として、生殖系列伝播能の高いES細胞が不可欠となるが、一部のES細胞株を除き長期継代すると次第に生殖系列伝播能が低下することが知られている。そして、遺伝子改変ES細胞を作製してはみたものの、肝心な生殖系列キメラが得られないという現状が多くの研究者たちの頭を悩ませている。近年ではES細胞を特殊な環境下で培養することにより、いくつかのインプリント遺伝子の発現に変化が生じることが報告されているが、その原因は詳しく分かっていない。我々はES細胞の寄与率低下の原因はインプリント遺伝子の継代による異常の蓄積だと考え、継代によるES細胞のメチル化変化を調べたので報告する。本研究では、正常胚、単為発生胚、雄核発生胚、核移植胚からES細胞を樹立し、継代によるインプリント遺伝子のメチル化状態の変化を調べた。その結果、継代により、あるES細胞ではメチル化状態が正常状態よりも高くなり、あるES細胞ではメチル化状態が低下することが判明した。特に単為発生胚由来ES細胞や核移植胚由来ES細胞では本来メチル化されている遺伝子がかなり脱メチル化されることが分かった。また、単為発生由来ES細胞を用いたキメラ実験からインプリント遺伝子の脱メチル化は遺伝子発現にも影響を及ぼすことが分かった。特に胎児の成長や細胞増殖に関わる遺伝子にこのような変化が見られたことから、継代によるインプリント遺伝子のメチル化状態の変化はキメラマウスのキメラ率や生殖系列伝播能に大きく影響することが示唆された。今後はよりインプリント遺伝子のメチル化状態が正常なES細胞をスクリーニングすることで、寄与率や生殖系列伝播能の高いES細胞を利用できるかもしれない。

随着基因组时代的到来，ES细胞被用于为各种基因产生基因敲除小鼠。作为从敲除ES细胞中携带改良基因的个体创建个体的先决条件，具有高生殖线传播的ES细胞是必不可少的，但是众所周知，除了某些ES细胞系以外，长期通过会逐渐降低。尽管他们创建了转基因的ES细胞，但无法获得基本种系嵌合体的当前情况正在引起许多研究人员的担忧。近年来，据报道，在特殊环境中培养ES细胞会导致某些印记基因表达的变化，但详细的原因是未知的。我们认为，ES细胞贡献率降低的原因是烙印基因的传递引起的异常的积累，我们研究了由于通过的经过而导致的ES细胞中甲基化的变化，因此我们报告了。在这项研究中，通过正常胚胎，孤雌生成胚，雄性成核胚和核转移胚胎建立ES细胞，并研究了由于传递而引起的烙印基因的甲基化状态的变化。结果，发现在某些ES细胞中的通道比正常细胞中的甲基化状态更高，而在某些ES细胞中，甲基化状态降低。已经发现，尤其是，源自核转移胚胎的孤生胚和ES细胞的ES细胞，最初甲基化的基因被大量脱甲基化。此外，使用孤态发育ES细胞的嵌合实验表明，印迹基因的去甲基化也会影响基因表达。特别是，在参与胎儿生长和细胞增殖的基因中观察到了这些变化，这表明在通道过程中，印迹基因的甲基化状态的变化对嵌合小鼠的嵌合速率和种系传播能力具有显着影响。将来，通过筛选具有印记基因正常甲基化状态的ES细胞，可以利用具有高贡献率和种系传播能力的ES细胞。