ＥＳ細胞の静止状態獲得機構とその生理的意義

ES细胞获得静止状态的机制及其生理意义

• 批准号: 15J05582
• 负责人: 池田 愛
• 金额: $ 1.22万
• 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: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J05582/
• 关键词: ES細胞; 再生医療; FoxO3; 遺伝子発現解析; 多能性; 残存未分化細胞の性質特定; 静止状態におけるES細胞の多能性制御因子の同定

ES/iPS細胞を用いた細胞治療を行うにあたり、分化誘導後に残存する未分化細胞は移植後の腫瘍形成の原因として懸念されている。本研究では、マウスES細胞を用いて神経誘導後に残存する未分化細胞について、その性質と未分化維持機構を明らかにすることを目的とした。昨年までの解析から、ES細胞の神経誘導時に残存する未分化細胞は、多能性を保持しながらも、細胞周期の進行が著しく遅延した「休眠多能性状態」にあることが分かった。DNAマイクロアレイによる解析で、残存未分化細胞ではES細胞に比べ、胚発生に関わる転写因子の発現が亢進していた。そのうち、本研究では転写因子FoxO3に着目した。残存未分化細胞において、FoxO3をノックダウンすると、多能性転写因子の発現が低下し、三胚葉分化能と自己複製能も損なわれた。このことから、休眠多能性細胞の多能性維持には、FoxO3が必須であることが分かった。さらに、SFEBq法に限らず、EB法においても、残存する未分化細胞はFoxO3依存的に多能性を維持することが分かった。最後に、FoxO3の阻害剤を用いた検討を行った。AS1842856は、FoxO1の阻害剤として知られるが、FoxO3の活性も部分的に阻害する。休眠多能性細胞をAS1842856で処理すると、Oct4の発現が有意に低下し、自己複製能も有意に損なわれた。このことから、FoxO3に対する阻害剤が未分化細胞の除去に利用できる可能性が示唆される。以上より、ES細胞の分化誘導後に残存する未分化細胞は「休眠多能性状態」にあり、FoxO3依存的に多能性を保持することが明らかとなった。これらの結果は、Molecular and Cellular Biology誌に発表した。

当使用ES/IPS细胞进行细胞治疗时，分化诱导后仍保持未分化的细胞是移植后肿瘤形成的原因。这项研究旨在阐明使用小鼠ES细胞在神经诱导后保持未分化细胞的特性和机制。直到去年的分析表明，在ES细胞神经诱导过程中保留的未分化细胞仍然多能，但处于“门态多能状态”，其中细胞周期进展显着延迟。使用DNA微阵列的分析表明，与残留的未分化细胞中的ES细胞相比，涉及胚胎发育的转录因子的表达增加。其中，这项研究的重点是转录因子FOXO3。在残留的未分化细胞中敲低FOXO3可降低多能转录因子的表达，损害触发器分化和自我更新能力。这表明FOXO3对于维持休眠多能细胞的多能性质至关重要。此外，发现其余未分化的细胞不仅在SFEBQ方法中，而且在EB方法中都以FoxO3依赖性方式保持多能。最后，我们使用FOXO3抑制剂进行了一项研究。 AS1842856被称为FOXO1的抑制剂，但也部分抑制FOXO3活性。用AS1842856处理休眠多能细胞可显着降低OCT4表达，并显着损害自我更新能力。这表明FOXO3的抑制剂可用于去除未分化的细胞。从上面可以看出，ES细胞分化后，未分化的细胞处于“门态多能状态”，并以FoxO3依赖性方式保留多能。这些结果发表在《分子和细胞生物学》杂志上。

项目成果

Dormant Pluripotent Cells Emerge during Neural Differentiation of Embryonic Stem Cells

胚胎干细胞神经分化过程中出现休眠多能细胞

• 发表时间: 2016
• 作者: Megumi Ikeda;Fumiko Toyoshima
• 通讯作者: Fumiko Toyoshima

Dormant Pluripotent Cells Emerge during Neural Differentiation of Embryonic Stem Cells in a FoxO3-Dependent Manner

• DOI: 10.1128/mcb.00417-16
• 发表时间: 2017-03-01
• 期刊: MOLECULAR AND CELLULAR BIOLOGY
• 影响因子: 5.3
• 作者: Ikeda, Megumi;Toyoshima, Fumiko
• 通讯作者: Toyoshima, Fumiko

神経誘導下においてFoxO3依存的に休眠状態の多能性細胞が出現する

休眠多能细胞在神经引导下以 FoxO3 依赖性方式出现

• 发表时间: 2016
• 作者: 池田愛;豊島文子
• 通讯作者: 豊島文子

Dormant Embryonic Stem Cell Emerge during Neural Differentiation via FoxO3

休眠胚胎干细胞在神经分化过程中通过 FoxO3 出现

• 发表时间: 2016
• 作者: Megumi Ikeda;Fumiko Toyoshima;Megumi Ikeda
• 通讯作者: Megumi Ikeda

神経誘導下におけるES細胞の休眠状態への移行

神经引导下ES细胞向休眠状态转变

• 发表时间: 2015
• 作者: Megumi Ikeda;Fumiko Toyoshima;Megumi Ikeda;池田 愛
• 通讯作者: 池田 愛