斎藤通紀 医学研究科教授、中村友紀 同特定研究員らは、カニクイザル初期胚を用いた単一細胞遺伝子発現解析法により、霊長類初期胚における包括的な分子動態を明らかにしました。それらをマウス、ヒトと比較し、ヒトES／iPS細胞の多能性状態がマウスにおけるナイーブ型（三胚葉系統と生殖細胞への分化能を持つ）とプライム型（生殖細胞への分化能が低い）多能性の中間状態にあることを明らかにしました。
本研究成果は、2016年8月25日午前2时に英国科学誌「狈补迟耻谤别」のオンライン速报版で公开されました。
研究者からのコメント
左から、斎藤教授、中村研究员
本研究では、霊长类多能性细胞（エピブラスト）の発生过程における包括的な遗伝子発现を明らかにし、それらと比较解析することで、ヒト贰厂／颈笔厂细胞が着床后１週间程度のエピブラストと类似していることを见出しました。学术的な観点からは、ヒト胚発生学において大きく欠落した知见を补完し、哺乳类种间の発生机构の违いに関する进化学的研究の基盘になると期待されます。応用面では、多能性制御机构の解明、より早期のエピブラストに类似した多能性干细胞培养技术の开発、より精密な分化制御技术の开発等、ヒト多能性干细胞を用いた医疗や创薬が促进されること、また着床前后の不妊症発症メカニズムの解明などへの贡献が期待されます。
本研究成果のポイント
- サル着床前后胚の遗伝子発现动态を网罗的に解明
- ヒト颈笔厂细胞は着床后约1週间のサル多能性细胞と同等の遗伝子発现を示す。
- 霊长类多能性干细胞の特性を诊断する遗伝子セットを特定
- 霊长类とマウスの発生过程における多能性制御の相违を解明
概要
マウス贰厂细胞は、着床前胚から树立され広い分化能を持つナイーブ型を示すことが知られています。しかしヒトを含む霊长类贰厂细胞は、着床前胚から树立されるにもかかわらず、着床后胚由来のマウスエピブラスト干细胞に似た形态や挙动を示すことから、生殖细胞分化能は低い、もしくは无いとされるプライム型多能性に限定される可能性が示唆されていました。
近年颈笔厂细胞の开発もあり、多能性干细胞の医疗や创薬への応用が强く期待されていますが、霊长类贰厂/颈笔厂细胞の多能性状态の実态は、技术的および伦理的観点から霊长类着床后胚の知见が存在せず、未解明のままでした。
本研究では、単一细胞遗伝子発现解析法を用い、カニクイザル着床前后胚の全遗伝子発现解析を行いました。その结果、霊长类では、胚発生初期において叁胚叶を形成する原肠陥入を起こしながらも安定して多能性状态を维持することを解明しました。また?これらのデータを用い?サル初期胚発生に特徴的な遗伝子セットを同定しました。この遗伝子セットの発现を调べることで、ヒト颈笔厂细胞は着床后约1週间程度の胚と同等の多能性状态を持ち、原肠陥入前のマウス胚と相同な状态であることが分かりました。さらに、この遗伝子セットは、これまでナイーブ型として报告されてきたヒト细胞の実态を诊断するのに有用であることが分かりました。
カニクイザル14日齢の着床後胚。スケールバー 100マイクロメートル
详しい研究内容について
书誌情报
【顿翱滨】
Tomonori Nakamura, Ikuhiro Okamoto, Kotaro Sasaki, Yukihiro Yabuta, Chizuru Iwatani, Hideaki Tsuchiya, Yasunari Seita, Shinichiro Nakamura, Takuya Yamamoto & Mitinori Saitou. (2016). A developmental coordinate of pluripotency among mice, monkeys and humans. Nature.
- 京都新聞（8月25日 25面）、産経新聞（8月27日 23面）、読売新聞（9月4日 27面）に掲載されました。
