幹細胞研究と治療のジャーナル

概要

マウス胚性幹細胞はレチノイン酸を合成して自身の分化を促進する

フランチェスコ・ネリ、カテリーナ・デ・クレメンテ、マウリツィオ・オルランディーニ、クラウディア・レントゥッチ、フランチェスカ・アンセルミ、フェデリコ・ガルヴァーニ

目的:胚性幹細胞 (ESC) の多能性は、さまざまなシグナル伝達経路と転写因子のネットワークの複雑な相互作用によって維持されます。この多能性自己複製回路については多くのことが分かっていますが、ESC が多能性から脱して分化を開始する分子イベントについては、現在あまり分かっていません。オールトランスレチノイン酸 (atRA) は、胚発生と ESC 分化において重要かつ多面的な役割を果たします。本研究の目的は、ESC による atRA のオートクリン合成を確認し、ESC が胚様体 (EB) として自発的に分化する際の atRA の役割をテストし、atRA 合成経路に関与する酵素とタンパク質の発現を分析することです。

方法:未分化またはEBとして分化中のESCをatRA、レチノール、またはRAR拮抗薬CD2665の非存在下または存在下で培養し、Brachyury発現をESC分化状態のマーカーとして分析しました。ESCまたはEB馴化培地をレチノールの非存在下または存在下で生成し、RARE-ルシフェラーゼレポーター細胞で試験しました。未分化または分化ESCでatRA生合成経路成分のRT-qPCR分析を実施しました。最後に、マイクロアレイ遺伝子発現プロファイルを使用して、ESCにおける直接的なatRA標的遺伝子を同定しました。

結果:ここでは、atRA が ESC 分化の初期段階を促進し、ESC が EB として自発的に分化する際に atRA を合成する能力を高め、RDH1、RDH10、ADH3、RALDH2、および CRABP2 をアップレギュレーションすることを示しています。ESC で atRA によって制御される 35 の転写因子 (TF) のうち、アップレギュレーションされる 3 つの TF (Snai1、Gata6、Cdx1) は ESC 多能性終了に関与することが知られており、ダウンレギュレーションされる 3 つの TF (Otx2、Id2、および Arid1a) は ESC 多能性維持に関与しています。

結論: ESC の培養と制御された分化は、再生医療と発生生物学の両方において新たな領域を切り開きました。ここでは、RA が EB として自発的に分化する際に ESC によって合成され、自身の分化プロセスを促進する積極的な役割を果たすことを実証しました。