京大、初期化における遺伝子の働きを評価するiPS干渉法を開発

京都大学iPS細胞研究所(CiRA)研究員の引地貴亮氏、講師の升井伸治氏(科学技術振興機構戦略的創造研究推進事業 個人型研究(さきがけ)と兼任)らの研究グループは、iPS細胞への初期化を阻害する(干渉する)因子が分化誘導を促進することを明らかにするとともに、分化細胞が初期化されるメカニズムの一端を解明した。

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転写因子は細胞の中で遺伝子の働きを調整することで、細胞の分化を促したり、反対に分化した細胞の初期化を促したり、また分化した細胞を直接他の細胞へと変化させることもできる。しかし、各細胞内では様々な転写因子が働いており、どのようにしてその細胞の機能が発揮されているのか、分化した状態が維持されているのか、解明することは非常に困難だった。

升井氏は、「細胞を特徴づける決定的な因子(コア因子)が存在し、分化の方向性を決めると共に細胞の初期化を阻害する」という仮説を立て、分化した細胞をiPS細胞へと初期化する効率を指標にコア因子を同定するiPS干渉法を開発した。

本研究では、神経細胞に特徴的な転写因子をリストアップし、それらを過剰発現させた。その中から特にiPS細胞へと初期化する効率が悪くなる(iPS細胞化を干渉する)因子をコア因子として同定した。これらの因子を肝臓細胞などに導入したところ、神経細胞へと誘導することができた。また、同様に肝臓の細胞で初期化を阻害するコア因子を同定したところ、それらは既に肝臓細胞へと誘導することが知られている転写因子だった。これらの結果から、升井氏らの立てた仮説が正しいことが示され、iPS干渉法によって同定されたコア因子によって細胞種を直接変換できることが明らかとなった。

今回確立したiPS干渉法を用いることで、様々な分化細胞を特徴づける因子を明らかにすることができ、それぞれの細胞についての理解が深まると共に、分化誘導方法の開発が進むことが期待される。

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