研究概要
生殖細胞は、精子・卵子に分化し、その融合により新しい個体を形成、遺伝情報やエピゲノム情報を次世代に継承します。生殖細胞の発生機構の解明は、遺伝情報継承・エピゲノム制御機構、不妊や遺伝病発症機序の解明につながります。
我々は、マウスES細胞／iPS細胞から、精子・卵子・健常な産仔に貢献する始原生殖細胞様細胞の試験管内誘導に成功しました。本系を用いて、始原生殖細胞を誘導する転写・シグナル機構の解明、エピゲノムリプログラミング機構の解明、始原生殖細胞増殖法の開発、始原生殖細胞から精子幹細胞の試験管内誘導、卵母細胞分化・減数分裂誘導機構の解明、性染色体異常不妊マウスからの産仔の産出、などに成功しました。また、ヒトiPS細胞からヒト始原生殖細胞様細胞の誘導に成功したほか、ヒトiPS細胞クローンによる生殖細胞誘導効率の差異とその要因を明らかにし、ヒト生殖細胞形成に固有なシグナル・転写機構を解明しました。さらに、カニクイザルを用いた研究を推進し、マウス・サル・ヒトにおける多能性スペクトラムの発生座標の解明、霊長類生殖細胞の起源が初期羊膜であることを見出しました。
現在、ヒト生殖細胞発生過程のさらなる再構成研究を推進しています。
論文
Murase, Y., Yokogawa, R., Yabuta, Y., Nagano, M., Katou, Y., Mizuyama, M., Kitamura, A., Puangsricharoen, P., Yamashiro, C., Hu, B., Mizuta, K., Ogata, K., Ishihama, Y., and Saitou M. (2024) In vitro reconstitution of epigenetic reprogramming in the human germ line, Nature, DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-024-07526-6
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Gyobu-Motani S, Yabuta Y, Mizuta K, Katou Y, Okamoto I, Kawasaki M, Kitamura A, Tsukiyama T, Iwatani C, Tsuchiya H, Tsujimura T, Yamamoto T, Nakamura T, Saitou M. Induction of fetal meiotic oocytes from embryonic stem cells in cynomolgus monkeys. (2023) EMBO J., 42(9): e112962. DOI: 10.15252/embj.2022112962
Imoto Y, Nakamura T, Escolar EG, Yoshiwaki M, Kojima Y, Yabuta Y, Katou Y, Yamamoto T, Hiraoka Y, Saitou M. (2022) Resolution of the curse of dimensionality in single-cell RNA sequencing data analysis, Life Science Alliance, 9;5(12):e202201591. DOI: 10.26508/lsa.202201591
Mizuta K, Katou Y, Nakakita B, Kishine A, Nosaka Y, Saito S, Iwatani C, Tsuchiya H, Kawamoto I, Nakaya M, Tsukiyama T, Nagano M, Kojima Y, Nakamura T, Yabuta Y, Horie A, Mandai M, Ohta H, Saitou M. Ex vivo reconstitution of fetal Oocyte development in humans and cynomolgus monkeys. (2022) EMBO J., 41(18): e110815. DOI: 10.15252/embj.2022110815
Ishikura Y, Ohta H, Nagano M, Saitou M. Optimized protocol to derive germline stem-cell-like cells from mouse pluripotent stem cells. (2022) STAR Protoc., 3(3):101544. DOI: 10.1016/j.xpro.2022.101544
Nagano M, Hu B, Yokobayashi S, Yamamura A, Umemura F, Coradin M, Ohta H, Yabuta Y, Ishikura Y, Okamoto I, Ikeda H, Kawahira N, Nosaka Y, Shimizu S, Kojima Y, Mizuta K, Kasahara T, Imoto Y, Meehan K, Stocsits R, Wutz G, Hiraoka Y, Murakawa Y, Yamamoto T, Tachibana K, Peters JM, Mirny LA, Garcia BA, Majewski J, Saitou M. Nucleome programming is required for the foundation of totipotency in mammalian germline development. (2022) EMBO J., 41(13): e110600. DOI: 10.15252/embj.2022110600