幹細胞研究と治療のジャーナル

概要

胚性幹細胞の初期分化におけるゲノム不安定性

クララ・I・エステバン・ペレス、ハロルド・H・モレノ・オルティス、ナンシー・A・ライヒェルト、ドウェイン・A・ワイズ

目的:胚性幹細胞の分化中にゲノム不安定性が細胞系統の決定の制御と確立にどのように関与するかを理解することは、幹細胞生物学の重要な知識をもたらすでしょう。この研究の目的は、体外の初期細胞運命決定を左右する胚性幹細胞シグナルを司る胚発生遺伝子の近くにある新しい分子バイオマーカーを特定することです。

方法: H1 および H7 胚性幹細胞株の培養サンプルの 7、14、30 日目に胚様体から採取した 63 個の単一タンデムリピートマーカーにおけるゲノム不安定性の分析。変異頻度は、MD アンダーソンがんセンターの SP-PCR ソフトウェアを使用して決定しました。変異頻度の差は、両側 t 検定 (p ≤ 0.05) で計算されました。

結果: 2 つの異なる胚性幹細胞株の胚様体における不安定性頻度の平均値は、時間経過とともに有意な差が見られることが判明しました。自発的分化中に不安定になったマーカーはそれぞれ異なり、不安定性頻度が高かったのは、多能性に関連するマーカーが 1 つ、分化に関連するマーカーが 9 つ、刷り込みに関連するマーカーが 8 つでした。ゲノム不安定性は、多能性の喪失と細胞系統の特殊化の獲得に影響します。興味深いことに、2 つの幹細胞株の胚様体の分化能は異なっていました。H1 の胚様体は神経外胚葉への分化を起こしやすく、H7 の胚様体は中胚葉 (収縮性心筋) への機能的分化を示しました。

結論:反復領域におけるゲノム不安定性は、胚性幹細胞株の分化中の細胞運命決定のシグナルとなり得ることを示唆する。我々の結果は、in vitroで自発的に分化した胚様体における発生遺伝子とエピジェネティックモジュレーターの近くにある特定のマーカーの不安定性との相関関係を示している。ゲノム不安定性の分子メカニズムの解明と新規バイオマーカーの検証の重要性は、胚性幹細胞を臨床応用に安全に使用できる可能性をサポートする可能性がある。