カニクイザル栄養膜幹細胞におけるGRHL遺伝子ファミリーの機能

抄録

【目的】栄養膜幹（TS）細胞は，マウス胚盤胞の栄養外胚葉から初めて樹立され，胎盤発生機構を解明するツールとして広く用いられてきた。近年，当研究室ではカニクイザルの胚盤胞からTS細胞（macTS細胞）の樹立に成功した（Matsumotoら，2020）。ヒトTS細胞およびmacTS細胞においては，マウスTS細胞の分化能維持に重要な転写因子ネットワークを構成するCDX2やELF5の発現が見られないことから，霊長類TS細胞特異的な転写因子ネットワークの存在が予測される。そこで我々は，macTS細胞のRNA-seqデータと，カニクイザル胚盤胞の栄養外胚葉におけるシングルセルRNA-seqデータ（Nakamuraら，2017）とを比較し，霊長類TS細胞の分化能維持への関与が期待される転写因子を7つ同定した（松本ら，第112回日本繁殖生物学会）。本研究ではこれらの内，上皮系細胞において重要な機能を果たすことが報告されている，GRHLファミリーに属するGRHL1とGRHL2に着目し，macTS細胞における機能を解明することを目的とした。【方法】CRISPR/Cas9システムを用いて，GRHL1とGRHL2をそれぞれノックアウト（KO）したmacTS細胞株を作製し，表現型や遺伝子発現への影響を解析した。【結果】どちらのKO株も，野生型と比較して，個々の細胞が大型で扁平化し，細胞が緩く密集するコロニー形態を示した。細胞増殖率は野生型と比較して有意に減少しており，細胞増殖に関わる転写因子であるTP63のmRNA発現量も有意に減少した。macTS細胞は，dbcAMP添加により合胞体性栄養膜細胞（STB）と絨毛外性栄養膜細胞（EVT）へ分化する。GRHL1 KO株では，未分化時におけるSTBマーカー遺伝子の発現が増加し，GRHL2 KO株では，STBとEVT双方のマーカー遺伝子の発現が増加していた。以上の結果から，GRHL1とGRHL2は，macTS細胞の増殖を促進し，かつ分化を抑制する機能を持つことが示唆された。