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研究部門メンバー

生殖細胞の試験管内誘導

　試験管内で精子・卵子といった生殖細胞を作り出すことができれば、産業動物の効率的な繁殖、絶滅危惧種の保護、生殖医学研究および高度生殖医療など様々な分野への応用に繋がります。現在までにヒトを含む多くの動物種で多能性幹細胞から生殖細胞を作り出せることが報告されていますが、精子・卵子を作り出せる、あるいはそれらから個体を作出する機能が証明されているのはマウスのみとなっていました。またマウスとヒトでは生殖細胞の発生に違いがあることも明らかになっています。そこで当研究室ではマウス以外のいくつかのモデル動物に焦点を当て、それらの動物で生殖細胞発生がどのように進むかを明らかにするとともに、その発生を試験管内で再現することで多能性幹細胞から個体発生に貢献できる機能的な生殖細胞を作る研究を進めています。さらにそれらの分化誘導系を用いて、初期胚発生における多能性状態の変遷、生殖細胞分化あるいは配偶子形成における種を越えたメカニズムを明らかにする研究も進めています。

胚盤胞補完法を用いた臓器再生

　多能性幹細胞から生殖細胞のように１つでも機能する細胞を作るのに対し、移植医療に利用できるような複雑な組織や臓器を試験管内で作り出すのは、構成細胞の多様性や３次元的な構造、さらにはその大きさを再現する必要があり、より一層困難であるとされています。一方で、多能性幹細胞は着床前初期胚である胚盤胞に移植されると発生に沿って全身の細胞に分化できるキメラ形成能を持っています。そこでこのキメラ形成能を利用し、遺伝的に臓器の作れない動物の胚盤胞に多能性幹細胞を移植することで、臓器の空きを多能性幹細胞由来の細胞が埋めるようにして成長し、動物の体内でほぼ完全に多能性幹細胞由来の臓器を再生する方法が開発されました。当研究室では、この再生技術に役立てる新たな多能性幹細胞の培養系や、新しい発生工学技術の開発を行っています。


図　
　個体創生研究部門で行っている研究の概要とこれまでの代表的な成果。多能性幹細胞、初期胚、そしてそれらを顕微鏡下で直接扱う発生工学技術を駆使して研究を進めています。特に、様々な動物をモデルとして用いることで種を越えた普遍的な分子基盤の解明や動物種の特徴を活かした技術の開発に力を入れています。

代表的な論文情報

＊K. Iwatsuki et al., Cell Rep Methods. 3, 100542 (2023).
＊M. Oikawa et al., Science 376, 176 (2022).
＊T. Kobayashi et al., Cell Rep. 37, 109812 (2021).
＊T. Kobayashi et al., Nat Commun. 12, 1328 (2021).
＊T. Kobayashi et al., Nature 546, 416 (2017).
＊T. Kobayashi et al., Cell 142, 787 (2010).