全能性幹細胞におけるレトロトランスポゾンMERVLの核内RNA機能解析

全能干细胞中逆转录转座子MERVL的核RNA功能分析

• 批准号: 22K06091
• 负责人: 石津 大嗣
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06091/
• 关键词: MERVL; レトロトランスポゾン; 全能性; MACS; non-coding RNA

本研究の目的は、マウスES細胞の培養中にごく稀に出現する２細胞期胚と遺伝子発現パターンが類似した２細胞期様細胞（2CLC）のエピジェネティックな特徴を解析し、多能性細胞と全能性細胞のリプログラミング機構の詳細を明らかにすることである。マウス2細胞期胚では、胚性遺伝子活性化（ZGA）に伴い一過的にMERVLと呼ばれるレトロトランスポゾンが活性化される。申請者らは、これまでにアンチセンスオリゴ（ASO）を用いた機能阻害実験により、MERVLが全能性から多能性への遺伝子発現プログラムの移行に関与し、マウス初期胚発生の進行に必須の役割を担うことを明らかにした。2CLCでもMERVLが発現することから、2CLCを全能性細胞のin vivoモデルとしてMERVLの機能解析を進めている。本研究では、多能性細胞と全能性細胞の間のエピジェネティックな転換機構を明らかにするために、ES細胞集団から、ES細胞、2CLC、ES細胞から2CLCへの移行段階にある中間細胞の３つの集団を分取するMagnetic-activated cell sorting（MACS）システムを確立した。分取したそれぞれの細胞をマウス8細胞期胚にインジェクションし、胚盤胞でのキメラ形成能を調べた結果、中間細胞と2CLCが内部細胞塊と栄養外胚葉に寄与する全能性を有することが示された。中間細胞には、MERVLを高発現した細胞が含まれていないことから、全能性の獲得はMERVLの活性化以前に起こることが示唆された。MERVLは、2CLCで発現することで、全能性から多能性への遺伝子発現プログラムの転換を促進していると考えられる。従来、全能性とされてきた2CLCは、多能性への移行過程の細胞であり、全能性の獲得はMERVLが活性化される以前の段階で完了している可能性がある。

本研究的目的是分析2细胞阶段样细胞（2CLC）的表观遗传特征，其基因表达模式与2细胞阶段胚胎相似，在小鼠ES细胞培养过程中很少出现，并且将它们转化为多能细胞并阐明全能细胞重编程机制的细节。在双细胞小鼠胚胎中，一种称为 MERVL 的逆转录转座子在胚胎基因激活 (ZGA) 过程中被短暂激活。申请人此前已通过使用反义寡核苷酸（ASO）的功能抑制实验证明，MERVL参与基因表达程序从全能性到多能性的转变，并且对于早期小鼠胚胎发育的进展至关重要。角色。由于 MERVL 也在 2CLC 中表达，因此我们正在使用 2CLC 作为全能细胞的体内模型对 MERVL 进行功能分析。在本研究中，为了阐明多能细胞和全能细胞之间的表观遗传转变机制，我们重点关注将ES细胞群转化为ES细胞、2CLCs以及从ES细胞向2CLCs过渡阶段的中间细胞，我们建立了磁激活细胞。细胞分选 (MACS) 系统可对三个群体进行分选。将分离的细胞注射到8细胞小鼠胚胎中，并检查其在囊胚中形成嵌合体的能力，结果发现中间细胞和2CLC具有形成内细胞团和滋养外胚层的全能性。中间细胞不包含高度表达 MERVL 的细胞，表明全能性的获得发生在 MERVL 激活之前。 MERVL被认为通过在2CLC中表达来促进基因表达程序从全能性向多能性的转变。 2CLC传统上被认为是全能的，是一个正在向多能性转变的细胞，全能性的获得可能在MERVL被激活之前完成。

项目成果

Transient MERVL expression regulates the totipotent 2C-like state in murine embryonic stem cells

瞬时 MERVL 表达调节小鼠胚胎干细胞的全能 2C 样状态

• 发表时间: 2022
• 作者: Abe K;Kabe Y;Uchiyama S;Iwasaki YW;Ishizu H;Uwamino Y;Takenouchi T;Uno S;Ishii M;Maruno T;Noda M;Murata M;Hasegawa N;Saya H;Kitagawa Y;Fukunaga K;Amagai M;Siomi H;Suematsu M;Kosaki K;Keio Donner Project.;Hirotsugu Ishizu
• 通讯作者: Hirotsugu Ishizu

Siomi Lab Keio University

西米实验室 庆应义塾大学