Research Abstract

マウス精原幹細胞株からの妊孕能のある精子のin vitro産生

精原幹細胞(SSC)は、遺伝情報を次世代に伝達する体内で唯一の幹細胞である。現在、in vitroでの齧歯類SSCの長期間増殖は可能であり、また、その遺伝子改変も可能である。

In vitro production of fertile sperm from murine spermatogonial stem cell lines

2011年9月13日 Nature Communications 2 : 472 doi: 10.1038/ncomms1478

精原幹細胞(SSC)は、遺伝情報を次世代に伝達する体内で唯一の幹細胞である。現在、in vitroでの齧歯類SSCの長期間増殖は可能であり、また、その遺伝子改変も可能である。しかし、それらの細胞の精子への分化はin vivo条件下でのみ可能である。本論文では、SSC株あるいは、単離されたSSCからでも、完全な精子形成を誘導できる新しいin vitro法を示す。この方法はSSCの精細管内への移植と、その組織片の器官培養から成り立っている。移植したSSCは定着してコロニーを形成し、精子にまで分化した。産生された半数体細胞は妊孕能を持ち、顕微授精によって健康な産仔が得られた。さらに、この方法では、微小環境異常によって精子形成不全になっている精巣のSSCからも精子形成を誘導できる。すなわち、微小環境を修正・操作することができ、マウスSSC株から精子形成を誘導できるin vitro系が確立されたことになる。

佐藤 卓也1, 片桐 久美子1, 横西 哲広1, 窪田 吉信1, 井上 貴美子2, 越後 貫成美2, 的場 章悟2, 小倉 淳郎2 & 小川 毅彦1,3

  1. 横浜市立大学大学院医学研究科 泌尿器病態学
  2. 理化学研究所 筑波研究所 バイオリソースセンター
  3. 横浜市立大学 先端医科学研究センター
Spermatogonial stem cells (SSCs) are the only stem cells in the body that transmit genetic information to the next generation. The long-term propagation of rodent SSCs is now possible in vitro, and their genetic modification is feasible. However, their differentiation into sperm is possible only under in vivo conditions. Here we show a new in vitro system that can induce full spermatogenesis from SSC lines or any isolated SSCs. The method depends on an organ culture system onto which SSCs are transplanted. The settled SSCs form colonies and differentiate up into sperm. The resultant haploid cells are fertile, and give rise to healthy offspring through micro-insemination. In addition, the system can induce spermatogenesis from SSCs that show spermatogenic failure due to a micro-environmental defect in their original testes. Thus, an in vitro system is established that can be used to correct or manipulate the micro-environmental conditions required for proper spermatogenesis from murine SSC lines.