正常に機能するマウスの卵細胞を細胞培養だけで作出する
Nature
正常に機能するマウスの卵細胞が、細胞培養だけで作出されたことを報告する論文が、今週掲載される。この卵細胞は、多能性幹細胞を用いて作出され、ここから健康で繁殖能力のある仔マウスが生まれたことも報告されている。
卵細胞は、分化全能性（細胞分裂してさまざまな生体組織を構成する分化細胞を生じさせる能力）を備えることのできる唯一の細胞だが、分化全能性を備えるまでの過程が十分に解明されていない。雌の生殖細胞は、一連の分化過程を経て、正常に機能する卵細胞の発生に至る。多能性幹細胞を用いて卵細胞の発生を再構成して、正常に機能する卵細胞を作出することは、発生生物学の長年にわたる目標の1つだった。
今回、九州大学の林 克彦（はやし かつひこ）教授の研究グループは、細胞培養により、胚性幹細胞とマウス胎仔細胞や成体マウス細胞に由来する人工多能性幹細胞から成熟卵細胞を作出することに成功した。その後、作出された卵細胞を用いて体外受精が行われ、発生した胎仔が代理母に移植され、その一部が健康な仔マウスとして生まれた。また、林教授の研究グループは、人工多能性幹細胞に由来する卵細胞から生まれた雄と雌の仔マウスが繁殖能力を有しており、その次の世代のマウスも生まれることも明らかにした。さらに、細胞培養によって作出し、人工受精を実施した卵子から胚性幹細胞を再誘導できることも明らかになった。
The successful production of functional mouse eggs entirely in cell culture is described in a study published in Nature this week. The eggs, which were generated using pluripotent stem cells, gave rise to healthy and fertile mouse pups, report the authors.
The egg is the only cell type that is capable of totipotency - the ability to divide and produce all of the differentiated cells in an organism - although how this occurs is not well understood. Female germ cells, which give rise to egg cells, undergo a series of differentiation processes leading to the development of a fully functional egg. A longstanding goal in developmental biology has been to reconstitute the development of egg cells that yield functional eggs using pluripotent stem cells.
Katsuhiko Hayashi and colleagues generated mature egg cells in culture from embryonic stem cells and from induced pluripotent stem cells derived from both embryonic and adult mouse cells. The authors subjected the newly generated egg cells to in vitro fertilization, and the embryos that developed could be transferred into surrogate mice, which for some resulted in the birth of healthy pups. They further show that both male and female pups from induced pluripotent stem cell-derived egg cells were fertile by producing a further generation from these pups. In addition, embryonic stem cells could also be re-derived from the eggs generated in culture and fertilized in vitro.
doi: 10.1038/nature20104
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