幹細胞：予測的単離とマスサイトメトリーで明らかになった再プログラム化の初期調節因子
Nature 521, 7552 doi: 10.1038/nature14274
誘導多能性幹（iPS）細胞を作製する大半の再プログラム化法では、再プログラム化の異なる時点で、非生産的な中間体と生産的な中間体が交互に生じて不均一な集団が作られる。最近では、遺伝子改変ドナー細胞を用いることで再プログラム化効率が大幅に高まっていると報告されているにもかかわらず、性質の異なる再プログラム化中間体を予測的に単離することは、再プログラム化機構を解明する上で、いまだ重要な目標である。中間体細胞集団の細胞表面マーカーを明らかにするこれまでの試みは、再プログラム化の間に、細胞は次第にドナー細胞の性質を失い、iPS細胞の特性を獲得していくという仮定に基づいていた。本研究では、SSEA1などのiPS細胞マーカーや、EpCAMなどの上皮細胞マーカーは、初期段階では再プログラム化を予測するものではないことを報告する。体系的な機能的表面マーカーのスクリーニングにより、再プログラム化しやすい初期の細胞は、CD73やCD49d、CD200などの独特な細胞表面マーカーを発現しており、これらは繊維芽細胞にもiPS細胞にも存在しないことを見いだした。単一細胞のマスサイトメトリーと予測的単離により、これらの独特な中間体の出現は一過的であり、初期のおそらく確率論的な再プログラム化期において、ドナー細胞のサイレンシングと、多能性マーカーが獲得される間のすき間を橋渡しすることが明らかになった。発現プロファイリングから、この再プログラム化状態では、転写調節因子Nr0b1とEtv5が初期に発現上昇し、その後にRex1（別名Zfp42）やDppa2、Nanog、Sox2などの主要な多能性調節因子が活性化されることが分かった。初期の中間体状態と完全に再プログラム化されたiPS細胞を生み出すためには、どちらの因子も必要であることから、これらはiPS細胞誘導の最初期に関わる既知の調節因子の一部である。我々の研究は、多能性獲得につながる階層的な連続過程における最初の段階を解き明かすものである。
