研究成果

性染色体異常の不妊マウスから産仔の作成に成功 -生殖細胞形成異常の原因究明や治療法開発の可能性-


2017年08月18日


     斎藤通紀 医学研究科教授、大田浩 同助教、James M. A. Turner 英国フランシス・クリック研究所博士、廣田孝幸 同博士らの共同研究グループは、性染色体トリソミー(通常は父親由来・母親由来の2本ずつの染色体を有するところ、減数分裂の異常などにより、特定の染色体を3本有する状態)を有する不妊マウスの線維芽細胞(結合組織を構成する代表的な細胞)から、正常な核型を有するiPS細胞を作成し、それらから卵子もしくは精子の起源となる始原生殖細胞に非常によく似た性質を持つ始原生殖細胞様細胞・精子・健常な産仔を作成することに成功しました。

     本研究成果は、2017年8月18日午前3時に米国の科学誌「Science」オンライン速報版で公開されました。

    研究者からのコメント

    左から、斎藤教授、大田助教

     本研究は、染色体異常や遺伝子異常に伴う生殖細胞形成異常の原因究明や新しい治療法の開発の可能性を示す、proof-of-concept(概念実証)となる研究です。今後は、ヒト始原生殖細胞様細胞の分化を促進する方法論の開発を推進します。

    本研究成果のポイント

    • 性染色体トリソミー(XXY, XYY)不妊マウスからiPS細胞を作成
    • iPS細胞作成過程で余剰染色体が欠失し、正常な核型を有するiPS細胞を樹立
    • 得られたiPS細胞から始原生殖細胞様細胞・精子を経て健常な産仔の作成に成功

    概要

     本研究グループは、マウス多能性幹細胞(自己複製能力と、身体を構成するほぼ全ての細胞に分化する能力を持つ細胞)から始原生殖細胞様細胞を誘導し、生殖細胞欠損マウス新生仔の精巣に移植することで精子を作り、健常な産仔を得ることに成功してきました。

     今回実験に用いたマウスは、性染色体トリソミーXXY及びXYYを持ち、それぞれクラインフェルター症候群(男性の性染色体にX染色体が一つ以上多いことで生じる一連の症候群)とダブルY症候群(正常男性核型がXYであるのに対し、XYY、XYYYなどY染色体が過剰であることによる症候群)のモデルとなるマウスで、どちらのマウスも精子を作れません。

     本研究では、XXYマウス、XYYマウスの成体の線維芽細胞からiPS細胞を樹立すると、その過程で余剰な性染色体欠損を起こし、一定の割合で核型の正常なXY型(正常な雄型)のiPS細胞が樹立されることがわかりました。樹立されたiPS細胞は効率よく始原生殖細胞様細胞に分化し、生殖細胞欠損マウス新生仔の精巣に移植してできた精子からは健常な産仔が産まれました。また、クラインフェルター症候群やダウン症(21トリソミー=21番染色体が1本余分に存在し、計3本となることで発症する、先天性症候群)の患者から得られた線維芽細胞から作成したiPS細胞は、マウスに比べ低頻度ながら、核型の正常なiPS細胞を含むことがわかりました。

     今回の研究によって、染色体異常や遺伝子異常に伴う生殖細胞形成異常の原因究明や治療法の開発が進むことが期待されます。

    図:本研究の内容

    詳しい研究内容について

    書誌情報

    【DOI】 https://doi.org/10.1126/science.aam9046

    Takayuki Hirota, Hiroshi Ohta, Benjamin E. Powell, Shantha K. Mahadevaiah, Obah A. Ojarikre, Mitinori Saitou, James M. A. Turner (2017). Fertile offspring from sterile sex chromosome trisomic mice. Science.

    • 朝日新聞(8月18日 1面)、京都新聞(8月18日 1面)、産経新聞(8月18日 2面)、中日新聞(8月18日 3面)、日刊工業新聞(8月18日 21面)、日本経済新聞(8月18日 34面)、毎日新聞(8月18日夕刊 8面)および読売新聞(8月18日 30面)に掲載されました。

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