鳥類および哺乳類ｉＰＳ細胞の樹立・維持において相違する分子機構の解明に関する研究

阐明鸟类和哺乳动物 iPS 细胞建立和维持的不同分子机制的研究

• 批准号: 14J02005
• 负责人: 金 ナレ
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J02005/
• 关键词: リプログラミング; 多能性幹細胞; 分化; 種特異性; 細胞培養; 動物種間の差異

様々な細胞へと変化することのできる多能性幹細胞は、基礎研究だけでなく、遺伝子改変動物の作出や遺伝資源の保存、再生医療に役立つことが期待される。人工多能性幹細胞（iPS細胞）など、体細胞を初期化（リプログラミング）し、多能性幹細胞を樹立する技術は、様々な動物種において試みられているが、マウスやヒトで効率の良かった手法を用いても、樹立の難しい動物は数多く存在する。多様な動物種で効果的にiPS細胞を樹立するための条件を探索することは必要不可欠である。iPS細胞コロニー形成率から、リプログラミングに適している培養中のpHがマウスとニワトリで異なることから、体細胞のリプログラミングに種特異的経路が存在することが示唆された。しかし、多能性幹細胞の樹立、維持、分化において、pH変動の効果やその下流の機構はほとんど分かっていない。当該年度において、マウス細胞を用いた実験で、pH変動がiPS細胞コロニーの形成率やリプログラミングのタイミングに影響するだけでなく、細胞分化では、中内胚葉への分化は、高pH条件において促進されることがわかった。ニワトリを用いた実験では、iPS細胞の樹立に関しては、マウスよりも敏感にpH変動に反応し、コロニー形成率に影響を及ぼした。そこで、pHの下流の機構を調べるために、ニワトリ細胞を用いることが、より顕著な影響が観察されると考え、多能性関連遺伝子であるNANOG 遺伝子のプロモーター予測領域および転写領域でのヒストン修飾を調べたところ、体細胞の初期化中において、pHを変動させることで、修飾も変動することがわかった。今後、さらなる分子機構を明らかにしていく。

可以转化为多种细胞的多能干细胞不仅对基础研究，而且对产生遗传改性物质，遗传资源的保存和再生医学有用。已经在各种动物物种中尝试了建立多能干细胞（例如诱导的多能干细胞（IPS细胞））的技术，但是即使使用在小鼠和人类中有效的方法，也很难确定许多动物。探索有效建立各种动物物种的IPS细胞的条件至关重要。 IPS细胞群形成的速率表明，物种特异性的途径用于体细胞重编程，因为适合于小鼠和鸡之间重编程的培养物中的pH值不同。然而，pH波动和下游机制在建立，多能干细胞的维持和分化中的影响很大程度上是未知的。在今年，使用小鼠细胞的实验表明，pH波动不仅影响了IPS细胞菌落形成和重编程的时间的速率，而且在细胞分化中，在高pH条件下促进了分化为中胚层的速率。在使用鸡的实验中，与小鼠相比，IPS细胞的建立对pH波动更敏感，从而影响菌落的形成速率。因此，我们认为，使用鸡细胞对使用鸡细胞来研究pH下游的机制会产生更明显的影响，当我们检查启动子中的组蛋白修饰预测纳米基因的多妥抑制基因的区域和转录区域时，我们发现了在体细胞复制过程中会改变pH值的变化。将来，将阐明进一步的分子机制。

项目成果

The pH range of culture medium affects chicken somatic cell reprogramming

培养基的pH范围影响鸡体细胞重编程

• 发表时间: 2015
• 作者: Narae Kim;Masayasu Yamada;Naojiro Minami;Hiroshi Imai
• 通讯作者: Hiroshi Imai

Epigenetic states of chicken fibroblasts are changed during reprogramming processes by pH in culture

鸡成纤维细胞的表观遗传状态在重编程过程中因培养物 pH 值而改变

• 发表时间: 2016
• 作者: Narae Kim;Masayasu Yamada;Naojiro Minami and Hiroshi Imai
• 通讯作者: Naojiro Minami and Hiroshi Imai