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精子幹細胞の分化と自己複製を両立する新たなメカニズムの発見

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【精子幹細胞の分化と自己複製を両立する新たなメカニズムの発見 -幹細胞は分化シグナルからどのように守られるのか-】

長期間にわたって多くの精子を作ることは、私たちが子孫を残して命を伝えるための重要な営みで、大もととなる「精子幹細胞」の働きによって支えられています。基礎生物学研究所の徳江萌研究員(元総合研究大学院大学 大学院生)、吉田松生教授らと、筑波大学、横浜市立大学などの研究グループは、マウス精子幹細胞の分化を促すシグナル分子を明らかにし、さらに、一部の幹細胞でこのシグナル分子の作用を弱めることで幹細胞を残すという新たなメカニズムを発見しました。

生物を構成する組織の細胞を生み出して維持するには、未分化な幹細胞(*1)と幹細胞から分化に向かった細胞を、バランス良く作りだすメカニズムが必要です。これまでの多くの研究によって、2つの代表的なメカニズムが明らかにされてきました。1つ目は、幹細胞が分裂する時、必ず1個の幹細胞と1個の分化細胞を作る「非対称分裂による制御」です。2つ目として、幹細胞は「幹細胞ニッチ」と呼ばれる特殊な場所にいる限り分化せず、「ニッチ」の外に出ると分化するという、「幹細胞ニッチによる制御」です。しかし本研究グループは、マウスの精子幹細胞は「非対称分裂」によって維持されているのではないこと、精子を作る精細管にはこのような特別な場所はなく、幹細胞は、分化細胞と入り混じって活発に動きまわっていることを、明らかにしてきました。そのため、精子幹細胞の分化と未分化のバランスを作るメカニズムは不明でした。

本研究では、まず、マウスの精子幹細胞の分化を誘導するシグナルとして、Wntシグナルを見いだしました。さらに、一部の幹細胞だけで発現してWntシグナルを抑制するShisa6タンパク質を同定しました。Shisa6を発現する幹細胞と発現しない幹細胞ではWntシグナルの受けやすさに違いが生まれることで、幹細胞と分化細胞が生み出されることがわかりました。本研究成果は2017年2月9日発行のStem Cell Reports誌オンライン版に掲載されました。

(中略)

【本研究の意義と今後の展開】

本研究では、これまで不明であった精子幹細胞の分化を誘導するシグナルについて明らかにしました。また研究の進んでいない「同じように分化シグナルを受けても、幹細胞と分化細胞が生み出されるメカニズム」の解明に挑戦し、一部の幹細胞が分化シグナルを受けにくくなるメカニズムがあることを発見しました(図3)。

これは、精子幹細胞のみならず、明確な幹細胞ニッチが見られない他の組織でも共通するメカニズムかもしれません。私たちの体が、長期間にわたり機能し続けるためにとっている戦略についての理解を深める助けになると考えられます。

(中略)

【本研究に関するお問い合わせ先】

基礎生物学研究所 生殖細胞研究部門
教授:吉田 松生 (ヨシダ ショウセイ)
TEL: 0564-59-5865
E-mail: shosei@nibb.ac.jp

筑波大学医学医療系 (生命科学動物資源センター)
教授 高橋 智
TEL 029-853-3382
E-mail: satoruta@md.tsukuba.ac.jp

【基礎生物学研究所 NIBB】

◆詳細URL: http://www.nibb.ac.jp/press/2017/02/10.html

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