2025/06/01 更新

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オオボ カズユキ
大保 和之
Kazuyuki Ohbo
所属
医学研究科 医科学専攻 組織学 主任教授
医学部 医学科
職名
主任教授
外部リンク

研究キーワード

  • regenerative medicine

  • 自己複製

  • 幹細胞

  • 肺発生

  • 生殖発生

  • Epigenetics

  • self-renew

  • Stem cell

  • エピジェネティクス

研究分野

  • ライフサイエンス / 医化学

  • ライフサイエンス / システムゲノム科学

  • ライフサイエンス / 解剖学

  • ライフサイエンス / ゲノム生物学

所属学協会

論文

  • Abnormal H3K27me3 underlies degenerative spermatogonial stem cells in cryptorchid testis

    Kazushige Kuroha, Ivana Dočkal, Uroš Radović, Kuniko Nakajima, Ikue Hoshi, Shion Matsuda, Noriko Kojitani, Kazuyuki Ohbo, Shin-ichi Tomizawa

    Development   2025年1月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:The Company of Biologists  

    Cryptorchidism is the most frequent congenital defect in newborn males characterized by the absence of the testis from the scrotum. Approximately 90% of patients with untreated bilateral cryptorchidism exhibit azoospermia due to defective spermatogenesis in the affected testis. While abnormal spermatogonial stem cell maintenance or differentiation is suggested to cause germ cell degeneration in the cryptorchid testis, underlying molecular mechanisms remain unclear. Here we profiled spermatogonial epigenetic landscapes using surgically induced cryptorchid testis in the mouse. We show that cryptorchidism leads to alterations in local, but not global H3K27me3 and H3K9me3 in undifferentiated spermatogonia. Of these, the loss of H3K27me3 was correlated with activation of developmental and proapoptotic pathway genes that are repressed by the polycomb machinery in germ cells. Cryptorchid spermatogonia exhibit the increase of H3K27me3 demethylases KDM6A and KMD6B. Furthermore, we reveal that an increased temperature leads to Kdm6a/b upregulation in germline stem cells cultured in vitro. Thus, our study suggests that temperature-dependent histone demethylation may induce mRNA dysregulation due to the partial loss of H3K27me3 in spermatogonia.

    DOI: 10.1242/dev.204239

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  • Spatial and temporal expression analysis of BMP signal modifiers, Smoc1 and Smoc2, from postnatal to adult developmental stages in the mouse testis 査読

    Michio Ono, Kuniko Nakajima, Shin-ichi Tomizawa, Takayuki Shirakawa, Ippei Okada, Hirotomo Saitsu, Naomichi Matsumoto, Kazuyuki Ohbo

    Gene Expression Patterns   2024年12月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.gep.2024.119383

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  • A non-canonical bivalent gene Wfdc15a controls spermatogenic protease and immune homeostasis. 査読 国際誌

    Shin-Ichi Tomizawa, Rachel Fellows, Michio Ono, Kazushige Kuroha, Ivana Dočkal, Yuki Kobayashi, Keisuke Minamizawa, Koji Natsume, Kuniko Nakajima, Ikue Hoshi, Shion Matsuda, Masahide Seki, Yutaka Suzuki, Kazushi Aoto, Hirotomo Saitsu, Kazuyuki Ohbo

    Development (Cambridge, England)   2024年9月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Male infertility can be caused by chromosomal abnormalities, mutations, and epigenetic defects. Epigenetic modifiers pre-program hundreds of spermatogenic genes in spermatogonial stem cells (SSCs) for expression later in spermatids, but it remains mostly unclear whether and how those genes are involved in fertility. Here, we report that Wfdc15a, a WFDC family protease inhibitor pre-programmed by KMT2B, is essential for spermatogenesis. We found that Wfdc15a is a non-canonical bivalent gene carrying both H3K4me3 and facultative H3K9me3 in SSCs but is later activated along with the loss of H3K9me3 and acquisition of H3K27ac during meiosis. We show that Wfdc15a deficiency causes defective spermiogenesis at the beginning of spermatid elongation. Notably, depletion of Wfdc15a causes substantial disturbance of the testicular protease-antiprotease network and leads to an orchitis-like inflammatory response associated with TNFa expression in round spermatids. Together, our results reveal a unique epigenetic program regulating innate immunity crucial for fertility.

    DOI: 10.1242/dev.202834

    PubMed

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  • A behind-the-scenes role of BDNF in the survival and differentiation of spermatogonia. 査読 国際誌

    Shin-Ichi Tomizawa, Kazushige Kuroha, Michio Ono, Kuniko Nakajima, Kazuyuki Ohbo

    Asian journal of andrology   2024年8月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Mouse spermatogenesis entails the maintenance and self-renewal of spermatogonial stem cells (SSCs), which require a complex web-like signaling network transduced by various cytokines. Although brain-derived neurotrophic factor (BDNF) is expressed in Sertoli cells in the testis, and its receptor tropomyosin receptor kinase B (TrkB) is expressed in the spermatogonial population containing SSCs, potential functions of BDNF for spermatogenesis have not been uncovered. Here, we generate BDNF conditional knockout mice and find that BDNF is dispensable for in vivo spermatogenesis and fertility. However, in vitro, we reveal that BDNF-deficient germline stem cells (GSCs) exhibit growth potential not only in the absence of glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF), a master regulator for GSC proliferation, but also in the absence of other factors, including epidermal growth factor (EGF), basic fibroblast growth factor (bFGF), and insulin. GSCs grown without these factors are prone to differentiation, yet they maintain expression of promyelocytic leukemia zinc finger (Plzf), an undifferentiated spermatogonial marker. Inhibition of phosphoinositide 3-kinase (PI3K), mitogen-activated protein kinase (MAPK)/extracellular signal-regulated kinase (ERK), and Src pathways all interfere with the growth of BDNF-deficient GSCs. Thus, our findings suggest a role for BDNF in maintaining the undifferentiated state of spermatogonia, particularly in situations where there is a shortage of growth factors.

    DOI: 10.4103/aja202457

    PubMed

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  • Father-to-offspring transmission of extremely long NOTCH2NLC repeat expansions with contractions: genetic and epigenetic profiling with long-read sequencing 査読 国際誌

    Hiromi Fukuda, Daisuke Yamaguchi, Kristofor Nyquist, Yasushi Yabuki, Satoko Miyatake, Yuri Uchiyama, Kohei Hamanaka, Ken Saida, Eriko Koshimizu, Naomi Tsuchida, Atsushi Fujita, Satomi Mitsuhashi, Kazuyuki Ohbo, Yuki Satake, Jun Sone, Hiroshi Doi, Keisuke Morihara, Tomoko Okamoto, Yuji Takahashi, Aaron M. Wenger, Norifumi Shioda, Fumiaki Tanaka, Naomichi Matsumoto, Takeshi Mizuguchi

    Clinical Epigenetics   13 ( 1 )   204 - 204   2021年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    <title>Abstract</title><sec>
    <title>Background</title>
    GGC repeat expansions in <italic>NOTCH2NLC</italic> are associated with neuronal intranuclear inclusion disease. Very recently, asymptomatic carriers with <italic>NOTCH2NLC</italic> repeat expansions were reported. In these asymptomatic individuals, the CpG island in <italic>NOTCH2NLC</italic> is hypermethylated, suggesting that two factors repeat length and DNA methylation status should be considered to evaluate pathogenicity. Long-read sequencing can be used to simultaneously profile genomic and epigenomic alterations. We analyzed four sporadic cases with <italic>NOTCH2NLC</italic> repeat expansion and their phenotypically normal parents. The native genomic DNA that retains base modification was sequenced on a per-trio basis using both PacBio and Oxford Nanopore long-read sequencing technologies. A custom workflow was developed to evaluate DNA modifications. With these two technologies combined, long-range DNA methylation information was integrated with complete repeat DNA sequences to investigate the genetic origins of expanded GGC repeats in these sporadic cases.


    </sec><sec>
    <title>Results</title>
    In all four families, asymptomatic fathers had longer expansions (median: 522, 390, 528 and 650 repeats) compared with their affected offspring (median: 93, 117, 162 and 140 repeats, respectively). These expansions are much longer than the disease-causing range previously reported (in general, 41–300 repeats). Repeat lengths were extremely variable in the father, suggesting somatic mosaicism. Instability is more frequent in alleles with uninterrupted pure GGCs. Single molecule epigenetic analysis revealed complex DNA methylation patterns and epigenetic heterogeneity. We identified an aberrant gain-of-methylation region (2.2 kb in size beyond the CpG island and GGC repeats) in asymptomatic fathers. This methylated region was unmethylated in the normal allele with bilateral transitional zones with both methylated and unmethylated CpG dinucleotides, which may be protected from methylation to ensure <italic>NOTCH2NLC</italic> expression.


    </sec><sec>
    <title>Conclusions</title>
    We clearly demonstrate that the four sporadic <italic>NOTCH2NLC</italic>-related cases are derived from the paternal GGC repeat contraction associated with demethylation. The entire genetic and epigenetic landscape of the <italic>NOTCH2NLC</italic> region was uncovered using the custom workflow of long-read sequence data, demonstrating the utility of this method for revealing epigenetic/mutational changes in repetitive elements, which are difficult to characterize by conventional short-read/bisulfite sequencing methods. Our approach should be useful for biomedical research, aiding the discovery of DNA methylation abnormalities through the entire genome.


    </sec>

    DOI: 10.1186/s13148-021-01192-5

    PubMed

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    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1186/s13148-021-01192-5/fulltext.html

  • Maintenance DNA methylation in pre-meiotic germ cells regulates meiotic prophase by facilitating homologous chromosome pairing 査読

    Yuki Takada, Ruken Yaman-Deveci, Takayuki Shirakawa, Jafar Sharif, Shin-ichi Tomizawa, Fumihito Miura, Takashi Ito, Michio Ono, Kuniko Nakajima, Yoko Koseki, Fuyuko Shiotani, Kei-ichiro Ishiguro, Kazuyuki Ohbo, Haruhiko Koseki

    Development   148 ( 10 )   2021年5月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:The Company of Biologists  

    <title>ABSTRACT</title>
    Heterochromatin-related epigenetic mechanisms, such as DNA methylation, facilitate pairing of homologous chromosomes during the meiotic prophase of mammalian spermatogenesis. In pro-spermatogonia, de novo DNA methylation plays a key role in completing meiotic prophase and initiating meiotic division. However, the role of maintenance DNA methylation in the regulation of meiosis, especially in the adult, is not well understood. Here, we reveal that NP95 (also known as UHRF1) and DNMT1 – two essential proteins for maintenance DNA methylation – are co-expressed in spermatogonia and are necessary for meiosis in male germ cells. We find that Np95- or Dnmt1-deficient spermatocytes exhibit spermatogenic defects characterized by synaptic failure during meiotic prophase. In addition, assembly of pericentric heterochromatin clusters in early meiotic prophase, a phenomenon that is required for subsequent pairing of homologous chromosomes, is disrupted in both mutants. Based on these observations, we propose that DNA methylation, established in pre-meiotic spermatogonia, regulates synapsis of homologous chromosomes and, in turn, quality control of male germ cells. Maintenance DNA methylation, therefore, plays a role in ensuring faithful transmission of both genetic and epigenetic information to offspring.

    DOI: 10.1242/dev.194605

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  • Tsga8 is required for spermatid morphogenesis and male fertility in mice. 査読 国際誌

    Yuki Kobayashi, Shin-Ichi Tomizawa, Michio Ono, Kazushige Kuroha, Keisuke Minamizawa, Koji Natsume, Selma Dizdarević, Ivana Dočkal, Hiromitsu Tanaka, Tatsukata Kawagoe, Masahide Seki, Yutaka Suzuki, Narumi Ogonuki, Kimiko Inoue, Shogo Matoba, Konstantinos Anastassiadis, Nobuhisa Mizuki, Atsuo Ogura, Kazuyuki Ohbo

    Development (Cambridge, England)   148 ( 8 )   2021年3月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    During spermatogenesis, intricate gene expression is coordinately regulated by epigenetic modifiers, which are required for differentiation of spermatogonial stem cells (SSCs) contained among undifferentiated spermatogonia. We previously found that KMT2B conveys H3K4me3 at bivalent and monovalent promoters in undifferentiated spermatogonia. Because these genes are expressed late in spermatogenesis or during embryogenesis, we expect that many of them are potentially programmed by KMT2B for future expression. Here, we show that one of the genes targeted by KMT2B, Tsga8, plays an essential role in spermatid morphogenesis. Loss of Tsga8 in mice leads to male infertility associated with abnormal chromosomal distribution in round spermatids, malformation of elongating spermatid heads and spermiation failure. Tsga8 depletion leads to dysregulation of thousands of genes, including the X chromosome genes that are reactivated in spermatids, and insufficient nuclear condensation accompanied by reductions of TNP1 and PRM1, key factors for histone-to-protamine transition. Intracytoplasmic sperm injection (ICSI) of spermatids rescued the infertility phenotype, suggesting competency of the spermatid genome for fertilization. Thus, Tsga8 is a KMT2B target that is vitally necessary for spermiogenesis and fertility.

    DOI: 10.1242/dev.196212

    PubMed

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  • Human epididymis protein 4 is a new biomarker to predict the prognosis of progressive fibrosing interstitial lung disease. 査読 国際誌

    Naoki Nishiyama, Masahiro Masuo, Yoshihisa Nukui, Tomoya Tateishi, Mitsuhiro Kishino, Ukihide Tateishi, Kaori Morota, Kazuyuki Ohbo, Yasunari Miyazaki

    Respiratory investigation   59 ( 1 )   90 - 98   2021年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    BACKGROUND: The clinical course and prognosis of progressive fibrosing interstitial lung diseases (PF-ILDs) vary between individuals. Notably, predictive serum biomarkers for disease management are needed. Serum human epididymis protein 4 (HE4) is reportedly elevated in patients with idiopathic pulmonary fibrosis (IPF); however, its clinical utility remains unknown. We evaluated the potential of serum HE4 as a biomarker for patients with PF-ILD. METHODS: Serum HE4 was measured in a retrospective study consisting of 34 patients with PF-ILD and 40 healthy volunteers. The relationship between serum HE4 levels and clinical parameters or prognosis was investigated. To validate the significance of results obtained, a prospective observational study was performed in 37 patients presenting PF-ILD and 40 control patients without PF-ILD. RESULTS: Serum HE4 levels were higher in patients with PF-ILD than in healthy volunteers (P < 0.01). Moreover, serum HE4 levels correlated with the extent of honeycombing on chest high-resolution computed tomography (r = 0.41, P = 0.015). In multivariate analysis using the Cox proportional hazard model, higher HE4 levels (>238 pmol/L) were associated with an elevated mortality risk; hazard ratio (HR) 7.27, 95% CI 1.56-34.0, P = 0.01 in the derivation cohort; HR 44.3, 95% CI 4.19-468, P < 0.01 in validation cohort. CONCLUSIONS: Serum HE4 levels may serve as a new diagnostic and prognostic biomarker for patients with PF-ILD.

    DOI: 10.1016/j.resinv.2020.08.002

    PubMed

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  • Gain-of-Function MN1 Truncation Variants Cause a Recognizable Syndrome with Craniofacial and Brain Abnormalities. 査読 国際誌

    Noriko Miyake, Hidehisa Takahashi, Kazuyuki Nakamura, Bertrand Isidor, Yoko Hiraki, Eriko Koshimizu, Masaaki Shiina, Kazunori Sasaki, Hidefumi Suzuki, Ryota Abe, Yayoi Kimura, Tomoko Akiyama, Shin-Ichi Tomizawa, Tomonori Hirose, Kohei Hamanaka, Satoko Miyatake, Satomi Mitsuhashi, Takeshi Mizuguchi, Atsushi Takata, Kazuyuki Obo, Mitsuhiro Kato, Kazuhiro Ogata, Naomichi Matsumoto

    American journal of human genetics   106 ( 1 )   13 - 25   2020年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    MN1 was originally identified as a tumor-suppressor gene. Knockout mouse studies have suggested that Mn1 is associated with craniofacial development. However, no MN1-related phenotypes have been established in humans. Here, we report on three individuals who have de novo MN1 variants that lead to a protein lacking the carboxyl (C) terminus and who presented with severe developmental delay, craniofacial abnormalities with specific facial features, and structural abnormalities in the brain. An in vitro study revealed that the deletion of the C-terminal region led to increased protein stability, an inhibitory effect on cell proliferation, and enhanced MN1 aggregation in nuclei compared to what occurred in the wild type, suggesting that a gain-of-function mechanism is involved in this disease. Considering that C-terminal deletion increases the fraction of intrinsically disordered regions of MN1, it is possible that altered phase separation could be involved in the mechanism underlying the disease. Our data indicate that MN1 participates in transcriptional regulation of target genes through interaction with the transcription factors PBX1, PKNOX1, and ZBTB24 and that mutant MN1 impairs the binding with ZBTB24 and RING1, which is an E3 ubiquitin ligase. On the basis of our findings, we propose the model that C-terminal deletion interferes with MN1's interaction molecules related to the ubiquitin-mediated proteasome pathway, including RING1, and increases the amount of the mutant protein; this increase leads to the dysregulation of MN1 target genes by inhibiting rapid MN1 protein turnover.

    DOI: 10.1016/j.ajhg.2019.11.011

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  • Lack of whey acidic protein (WAP) four-disulfide core domain protease inhibitor 2 (WFDC2) causes neonatal death from respiratory failure in mice. 査読 国際誌

    Kuniko Nakajima, Michio Ono, Uroš Radović, Selma Dizdarević, Shin-Ichi Tomizawa, Kazushige Kuroha, Go Nagamatsu, Ikue Hoshi, Risa Matsunaga, Takayuki Shirakawa, Takeyuki Kurosawa, Yasunari Miyazaki, Masahide Seki, Yutaka Suzuki, Haruhiko Koseki, Masataka Nakamura, Toshio Suda, Kazuyuki Ohbo

    Disease models & mechanisms   12 ( 11 )   2019年11月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Respiratory failure is a life-threatening problem for pre-term and term infants, yet many causes remain unknown. Here, we present evidence that whey acidic protein (WAP) four-disulfide core domain protease inhibitor 2 (Wfdc2), a protease inhibitor previously unrecognized in respiratory disease, may be a causal factor in infant respiratory failure. Wfdc2 transcripts are detected in the embryonic lung and analysis of a Wfdc2-GFP knock-in mouse line shows that both basal and club cells, and type II alveolar epithelial cells (AECIIs), express Wfdc2 neonatally. Wfdc2-null-mutant mice display progressive atelectasis after birth with a lethal phenotype. Mutant lungs have multiple defects, including impaired cilia and the absence of mature club cells from the tracheo-bronchial airways, and malformed lamellar bodies in AECIIs. RNA sequencing shows significant activation of a pro-inflammatory pathway, but with low-quantity infiltration of mononuclear cells in the lung. These data demonstrate that Wfdc2 function is vitally important for lung aeration at birth and that gene deficiency likely causes failure of the lung mucosal barrier.

    DOI: 10.1242/dmm.040139

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  • Kmt2b conveys monovalent and bivalent H3K4me3 in mouse spermatogonial stem cells at germline and embryonic promoters. 査読 国際誌

    Shin-Ichi Tomizawa, Yuki Kobayashi, Takayuki Shirakawa, Kumiko Watanabe, Keita Mizoguchi, Ikue Hoshi, Kuniko Nakajima, Jun Nakabayashi, Sukhdeep Singh, Andreas Dahl, Dimitra Alexopoulou, Masahide Seki, Yutaka Suzuki, Hélène Royo, Antoine H F M Peters, Konstantinos Anastassiadis, A Francis Stewart, Kazuyuki Ohbo

    Development (Cambridge, England)   145 ( 23 )   2018年11月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The mammalian male germline is sustained by a pool of spermatogonial stem cells (SSCs) that can transmit both genetic and epigenetic information to offspring. However, the mechanisms underlying epigenetic transmission remain unclear. The histone methyltransferase Kmt2b is highly expressed in SSCs and is required for the SSC-to-progenitor transition. At the stem-cell stage, Kmt2b catalyzes H3K4me3 at bivalent H3K27me3-marked promoters as well as at promoters of a new class of genes lacking H3K27me3, which we call monovalent. Monovalent genes are mainly activated in late spermatogenesis, whereas most bivalent genes are mainly not expressed until embryonic development. These data suggest that SSCs are epigenetically primed by Kmt2b in two distinguishable ways for the upregulation of gene expression both during the spermatogenic program and through the male germline into the embryo. Because Kmt2b is also the major H3K4 methyltransferase for bivalent promoters in embryonic stem cells, we also propose that Kmt2b has the capacity to prime stem cells epigenetically.

    DOI: 10.1242/dev.169102

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  • EPC1/TIP60-Mediated Histone Acetylation Facilitates Spermiogenesis in Mice 査読

    Yixin Dong, Kyo-ichi Isono, Kazuyuki Ohbo, Takaho A. Endo, Osamu Ohara, Mamiko Maekawa, Yoshiro Toyama, Chizuru Ito, Kiyotaka Toshimori, Kristian Helin, Narumi Ogonuki, Kimiko Inoue, Atsuo Ogura, Kazutsune Yamagata, Issay Kitabayashi, Haruhiko Koseki

    MOLECULAR AND CELLULAR BIOLOGY   37 ( 19 )   2017年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER SOC MICROBIOLOGY  

    Global histone hyperacetylation is suggested to play a critical role for replacement of histones by transition proteins and protamines to compact the genome during spermiogenesis. However, the underlying mechanisms for hyperacetylation-mediated histone replacement remains poorly understood. Here, we report that EPC1 and TIP60, two critical components of the mammalian nucleosome acetyltransferase of H4 (NuA4) complexes, are coexpressed in male germ cells. Strikingly, genetic ablation of either Epc1 or Tip60 disrupts hyperacetylation and impairs histone replacement, in turn causing aberrant spermatid development. Taking these observations together, we reveal an essential role of the NuA4 complexes for histone hyperacetylation and subsequent compaction of the spermatid genome.

    DOI: 10.1128/MCB.00082-17

    Web of Science

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  • DNA methylation and gene expression dynamics during spermatogonial stem cell differentiation in the early postnatal mouse testis 査読

    Naoki Kubo, Hidehiro Toh, Kenjiro Shirane, Takayuki Shirakawa, Hisato Kobayashi, Tetsuya Sato, Hidetoshi Sone, Yasuyuki Sato, Shin-ichi Tomizawa, Yoshinori Tsurusaki, Hiroki Shibata, Hirotomo Saitsu, Yutaka Suzuki, Naomichi Matsumoto, Mikita Suyama, Tomohiro Kono, Kazuyuki Ohbo, Hiroyuki Sasaki

    BMC GENOMICS   16   624   2015年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:BIOMED CENTRAL LTD  

    Background: In the male germline, neonatal prospermatogonia give rise to spermatogonia, which include stem cell population (undifferentiated spermatogonia) that supports continuous spermatogenesis in adults. Although the levels of DNA methyltransferases change dynamically in the neonatal and early postnatal male germ cells, detailed genome-wide DNA methylation profiles of these cells during the stem cell formation and differentiation have not been reported.
    Results: To understand the regulation of spermatogonial stem cell formation and differentiation, we examined the DNA methylation and gene expression dynamics of male mouse germ cells at the critical stages: neonatal prospermatogonia, and early postntal (day 7) undifferentiated and differentiating spermatogonia. We found large partially methylated domains similar to those found in cancer cells and placenta in all these germ cells, and high levels of non-CG methylation and 5-hydroxymethylcytosines in neonatal prospermatogonia. Although the global CG methylation levels were stable in early postnatal male germ cells, and despite the reported scarcity of differential methylation in the adult spermatogonial stem cells, we identified many regions showing stage-specific differential methylation in and around genes important for stem cell function and spermatogenesis. These regions contained binding sites for specific transcription factors including the SOX family members.
    Conclusions: Our findings show a distinctive and dynamic regulation of DNA methylation during spermatogonial stem cell formation and differentiation in the neonatal and early postnatal testes. Furthermore, we revealed a unique accumulation and distribution of non-CG methylation and 5hmC marks in neonatal prospermatogonia. These findings contrast with the reported scarcity of differential methylation in adult spermatogonial stem cell differentiation and represent a unique phase of male germ cell development.

    DOI: 10.1186/s12864-015-1833-5

    Web of Science

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  • RNA Binding Protein Nanos2 Organizes Post-transcriptional Buffering System to Retain Primitive State of Mouse Spermatogonial Stem Cells 査読

    Zhi Zhou, Takayuki Shirakawa, Kazuyuki Ohbo, Aiko Sada, Quan Wu, Kazuteru Hasegawa, Rie Saba, Yumiko Saga

    DEVELOPMENTAL CELL   34 ( 1 )   96 - 107   2015年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:CELL PRESS  

    In many adult tissues, homeostasis relies on self-renewing stem cells that are primed for differentiation. The reconciliation mechanisms of these characteristics remain a fundamental question in stem cell biology. We propose that regulation at the post-transcriptional level is essential for homeostasis in murine spermatogonial stem cells (SSCs). Here, we show that Nanos2, an evolutionarily conserved RNA-binding protein, works with other cellular messenger ribonucleoprotein (mRNP) components to ensure the primitive status of SSCs through a dual mechanism that involves (1) direct recruitment and translational repression of genes that promote spermatogonial differentiation and (2) repression of the target of rapamycin complex 1 (mTORC1), a well-known negative pathway for SSC self-renewal, by sequestration of the core factor mTOR in mRNPs. This mechanism links mRNA turnover to mTORC1 signaling through Nanos2-containing mRNPs and establishes a post-transcriptional buffering system to facilitate SSC homeostasis in the fluctuating environment within the seminiferous tubule.

    DOI: 10.1016/j.devcel.2015.05.014

    Web of Science

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  • Epigenetic regulation in stem cell development, cell fate conversion, and reprogramming 査読

    Kazuyuki Ohbo, Shin-Ichi Tomizawa

    Biomolecular Concepts   6 ( 1 )   1 - 9   2015年3月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:De Gruyter Mouton  

    Stem cells are identified classically by an in vivo transplantation assay plus additional characterization, such as marker analysis, linage-tracing and in vitro/ex vivo differentiation assays. Stem cell lines have been derived, in vitro, from adult tissues, the inner cell mass (ICM), epiblast, and male germ stem cells, providing intriguing insight into stem cell biology, plasticity, heterogeneity, metastable state, and the pivotal point at which stem cells irreversibly differentiate to non-stem cells. During the past decade, strategies for manipulating cell fate have revolutionized our understanding about the basic concept of cell differentiation: stem cell lines can be established by introducing transcription factors, as with the case for iPSCs, revealing some of the molecular interplay of key factors during the course of phenotypic changes. In addition to de-differentiation approaches for establishing stem cells, another method has been developed whereby induced expression of certain transcription factors and/or micro RNAs artificially converts differentiated cells from one committed lineage to another
    notably, these cells need not transit through a stem/progenitor state. The molecular cues guiding such cell fate conversion and reprogramming remain largely unknown. As differentiation and de-differentiation are directly linked to epigenetic changes, we overview cell fate decisions, and associated gene and epigenetic regulations.

    DOI: 10.1515/bmc-2014-0036

    Scopus

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  • Stem cell epigenetics: Insights from studies on embryonic, induced pluripotent, and germline stem cells. 査読

    Tomizawa, S, Shirakawa, T, Ohbo, K

    Curr Pathobiol Rep   2   1 - 9   2014年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • An epigenetic switch is crucial for spermatogonia to exit the undifferentiated state toward a Kit-positive identity 査読

    Takayuki Shirakawa, Ruken Yaman-Deveci, Shin-Ichi Tomizawa, Yoshito Kamizato, Kuniko Nakajima, Hidetoshi Sone, Yasuyuki Sato, Jafar Sharif, Akio Yamashita, Yuki Takada-Horisawa, Shosei Yoshida, Kiyoe Ura, Masahiro Muto, Haruhiko Koseki, Toshio Suda, Kazuyuki Ohbo

    Development (Cambridge)   140 ( 17 )   3565 - 3576   2013年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Epigenetic modifications influence gene expression and chromatin remodeling. In embryonic pluripotent stem cells, these epigenetic modifications have been extensively characterized
    by contrast, the epigenetic events of tissue-specific stem cells are poorly understood. Here, we define a new epigenetic shift that is crucial for differentiation of murine spermatogonia toward meiosis. We have exploited a property of incomplete cytokinesis, which causes male germ cells to form aligned chains of characteristic lengths, as they divide and differentiate. These chains revealed the stage of spermatogenesis, so the epigenetic differences of various stages could be characterized. Single, paired and medium chain-length spermatogonia not expressing Kit (a marker of differentiating spermatogonia) showed no expression of Dnmt3a2 and Dnmt3b (two de novo DNA methyltransferases)
    they also lacked the transcriptionally repressive histone modification H3K9me2. By contrast, spermatogonia consisting of ~8-16 chained cells with Kit expression dramatically upregulated Dnmt3a2/3b expression and also displayed increased H3K9me2 modification. To explore the function of these epigenetic changes in spermatogonia in vivo, the DNA methylation machinery was destabilized by ectopic Dnmt3b expression or Np95 ablation. Forced Dnmt3b expression induced expression of Kit
    whereas ablation of Np95, which is essential for maintaining DNA methylation, interfered with differentiation and viability only after spermatogonia become Kit positive. These data suggest that the epigenetic status of spermatogonia shifts dramatically during the Kit-negative to Kit-positive transition. This shift might serve as a switch that determines whether spermatogonia self-renew or differentiate. © 2013. Published by The Company of Biologists Ltd.

    DOI: 10.1242/dev.094045

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  • Serum level of HE4 is closely associated with pulmonary adenocarcinoma progression 査読

    Shin-ichi Yamashita, Keita Tokuishi, Toshihiko Moroga, Satoshi Yamamoto, Kazuyuki Ohbo, So Miyahara, Yasuhiro Yoshida, Jun Yanagisawa, Daisuke Hamatake, Masafumi Hiratsuka, Yasuteru Yoshinaga, Takeshi Shiraishi, Akinori Iwasaki, Katsunobu Kawahara

    TUMOR BIOLOGY   33 ( 6 )   2365 - 2370   2012年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SPRINGER  

    The human epididymis 4 (HE4) protein is expressed in the epididymis and respiratory tract. We previously reported that HE4 is also expressed in pulmonary adenocarcinoma. The purpose of this study was to investigate serum levels of HE4 as a biological marker in pulmonary adenocarcinoma. As the trained set, 102 patients with pulmonary adenocarcinoma who underwent surgery in our institute from 2008 to 2011 were evaluated. They were compared with 58 healthy controls and 16 cases of benign lung disease. In the validation, we used 104 patients with pulmonary adenocarcinoma operated on between 2000 and 2007. Postoperative changes of serum HE4 levels were investigated in 35 patients. The level of HE4 was determined by enzyme immunometric assay and compared with clinicopathological factors. In the trained set, HE4 levels in sera in pulmonary adenocarcinoma were significantly higher than in healthy controls and benign lung disease. Receiver operating characteristic curve showed that HE4 was a good discriminator of pulmonary adenocarcinoma (cut-off point, 50.3 pM; area under curve, 0.825; 95 % confidence interval, 0.76-0.89, p &lt; 0.001). In the validation set, serum HE4 levels were significantly correlated with age, nodal status, and carcinoembryonic antigen. Furthermore, postoperative increase of HE4 serum levels showed a significant correlation with recurrence (p = 0.032). The 5-year overall survival rate was 52.6 % in the HE4-positive group compared with 97.1 % in the HE4-negative group (p = 0.001). These data showed that HE4 expression in sera is associated with progression of pulmonary adenocarcinoma and a possible biomarker.

    DOI: 10.1007/s13277-012-0499-8

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  • Splice variant HE4-V3 expression is associated with favorable prognosis in pulmonary adenocarcinoma 査読

    Keita Tokuishi, Shin-ichi Yamashita, Kazuyuki Ohbo, Katsunobu Kawahara

    TUMOR BIOLOGY   33 ( 1 )   103 - 109   2012年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SPRINGER  

    The human epididymis 4 (HE4) gene product, also known as whey-acidic-protein four-disulfide core domain protein 2, was identified as the transcript expressed in the epididymis and respiratory tract. HE4 is also expressed in lung adenocarcinoma. We investigated mRNA expressions of full-length HE4 and splice variants in lung adenocarcinoma, and the clinical impact of these genes was evaluated. One hundred and fifty-two patients with pulmonary adenocarcinoma underwent surgery in our institute from 2000 to 2008. We employed immunohistochemical analysis to determine the expression of HE4 and molecular analysis to evaluate full-length HE4 or splice variant gene expression in pulmonary adenocarcinoma. All of the 152 cases were full-length HE4 mRNA-positive; 88 of the 152 (57.9%) were HE4-V1-positive, and 140 of the 152 (92.1%) were HE4-V3-positive. Regarding the relationship between the clinicopathological characteristics of patients and these gene expressions, the histological subtype, tumor size, and vascular invasion were significantly associated with HE4-V3 expression. HE4-V3 expression was also closely correlated with the prognosis. The 5-year disease-free survival in the HE4-V3 high expression group showed a significantly favorable prognosis compared with the low expression group (p = 0.02). The 5-year overall survival rate in the HE4-V3 high expression group was significantly higher than in the HE4-V3 low expression group (p = 0.028). These data showed that high-level HE4-V3 expression is associated with a favorable prognosis in lung adenocarcinoma. Further investigation of HE4 splice variants may offer a new insight into this possibility.

    DOI: 10.1007/s13277-011-0252-8

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  • HP1γ links histone methylation marks to meiotic synapsis in mice. 査読

    Takada Y, Naruse C, Costa Y, Shirakawa T, Tachibana M, Sharif J, Kezuka-Shiotani F, Kakiuchi D, Masumoto H, Shinkai Y, Ohbo K, Peters AH, Turner JM, Asano M, Koseki H

    Development (Cambridge, England)   138 ( 19 )   4207 - 4217   2011年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1242/dev.064444

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  • Enhancer of Polycomb 1 is essential for spermiogenesis by regulating histone hyperacetylation status 査読

    Dong Yixin, Takada Yuki, Isono Kyo-ichi, Ohbo Kazuyuki, Ogonuki Narumi, Ogura Atsuo, Inoue Kimiko, Toyama Yoshiro, Maekawa Mamiko, Toshimori Kiyotaka, Koseki Haruhiko

    DIFFERENTIATION   80   S29 - S30   2010年11月

  • The histone 3 lysine 4 methyltransferase, Mll2, is only required briefly in development and spermatogenesis 査読

    Stefan Glaser, Sandra Lubitz, Kate L. Loveland, Kazu Ohbo, Lorraine Robb, Frieder Schwenk, Jost Seibler, Daniela Roellig, Andrea Kranz, Konstantinos Anastassiadis, A. Francis Stewart

    EPIGENETICS & CHROMATIN   2 ( 2 )   5   2009年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:BIOMED CENTRAL LTD  

    Background: Histone methylation is thought to be central to the epigenetic mechanisms that maintain and confine cellular identity in multi-cellular organisms. To examine epigenetic roles in cellular homeostasis, we conditionally mutated the histone 3 lysine 4 methyltransferase, Mll2, in embryonic stem (ES) cells, during development and in adult mice using tamoxifen-induced Cre recombination.
    Results: In ES cells, expression profiling unexpectedly revealed that only one gene, Magoh2, is dependent upon Mll2 and few other genes were affected. Loss of Mll2 caused loss of H3K4me3 at the Magoh2 promoter and concomitant gain of H3K27me3 and DNA methylation. Hence Mll2, which is orthologous to Drosophila Trithorax, is required to prevent Polycomb-Group repression of the Magoh2 promoter, and repression is further accompanied by DNA methylation. Early loss of Mll2 in utero recapitulated the embryonic lethality found in Mll2-/- embryos. However, loss of Mll2 after E11.5 produced mice without notable pathologies. Hence Mll2 is not required for late development, stem cells or homeostasis in somatic cell types. However it is required in the germ cell lineage. Spermatogenesis was lost upon removal of Mll2, although spermatogonia A persisted.
    Conclusion: These data suggest a bimodal recruit and maintain model whereby Mll2 is required to establish certain epigenetic decisions during differentiation, which are then maintained by redundant mechanisms. We also suggest that these mechanisms relate to the epigenetic maintenance of CpG island promoters.

    DOI: 10.1186/1756-8935-2-5

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  • Progress of In Vitro Culture Systems of Spermatogonia

    大保 和之, 小川 毅彦

    Journal of Mammalian Ova Research   26 ( 4 )   178 - 182   2009年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:JAPANESE SOCIETY OF OVA RESEARCH  

    雄生殖細胞研究は,組織学的な解析のみに頼る時代から,その集積された形態学的観察の基盤の上に新たな方法論が加わったことで,急速な進歩を遂げている.特に,精原細胞の培養と精細管移植が可能となったことにより,精巣の幹細胞研究が進み,さらには,培養精原細胞から再生医療に不可欠なES様細胞が樹立されたことから,生殖分野の研究者以外からも近年注目を浴びるようになった.このことは,雄生殖細胞研究がその応用面で,不妊治療分野において男性不妊の原因や治療法開発のために重要であることは言うまでもなく,今後再生医療の分野においても,大きな役割を果たすことが予想される.本総説では,雄生殖細胞研究のなかでも,初めて <i>in vitro</i>で培養可能となった精原細胞に特に焦点をあて,ここ10年間の急速な進歩の足跡を解説する.<br>

    DOI: 10.1274/jmor.26.178

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  • A CTX family cell adhesion molecule, JAM4, is expressed in stem cell and progenitor cell populations of both male germ cell and hematopoietic cell lineages 査読

    Go Nagamatsu, Masako Ohmura, Takuo Mizukami, Isao Hamaguchi, Susumu Hirabayashi, Shosei Yoshida, Yutaka Hata, Toshio Suda, Kazuyuki Ohbo

    MOLECULAR AND CELLULAR BIOLOGY   26 ( 22 )   8498 - 8506   2006年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER SOC MICROBIOLOGY  

    Stem cells are maintained in an undifferentiated state by interacting with a microenvironment known as the "niche," which is comprised of various secreted and membrane proteins. Our goal was to identify niche molecules participating in stem cell-stem cell and/or stem cell-supporting cell interactions. Here, we isolated genes encoding secreted and membrane proteins from purified male germ stem cells using a signal sequence trap approach. Among the genes identified, we focused on the junctional adhesion molecule 4 (JAM4), an immunoglobulin type cell adhesion molecule. JAM4 protein was actually localized to the plasma membrane in male germ cells. JAM4 expression was downregulated as cells differentiated in both germ cell and hematopoietic cell lineages. To analyze function in vivo, we generated JAM4-deficient mice. Histological analysis of testes from homozygous nulls did not show obvious abnormalities, nor did liver and kidney tissues, both of which strongly express JAM4. The numbers of hematopoietic stem cells in bone marrow were indistinguishable between wild-type and mutant mice, as was male germ cell development. These results suggest that JAM4 is expressed in stem cells and progenitor cells but that other cell adhesion molecules may substitute for JAM4 function in JAM4-deficient mice both in male germ cell and hematopoietic lineages.

    DOI: 10.1128/MCB.01502-06

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  • The first round of mouse spermatogenesis is a distinctive program that lacks the self-renewing spermatogonia stage 査読

    S Yoshida, M Sukeno, T Nakagawa, K Ohbo, G Nagamatsu, T Suda, Y Nabeshima

    DEVELOPMENT   133 ( 8 )   1495 - 1505   2006年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:COMPANY OF BIOLOGISTS LTD  

    Mammalian spermatogenesis is maintained by a continuous supply of differentiating cells from self-renewing stem cells. The stem cell activity resides in a small subset of primitive germ cells, the undifferentiated spermatogonia. However, the relationship between the establishment of this population and the initiation of differentiation in the developing testes remains unclear. In this study, we have investigated this issue by using the unique expression of Ngn3, which is expressed speci.cally in the undifferentiated spermatogonia, but not in the differentiating spermatogonia or their progenitors, thegonocytes. Our lineage analyses demonstrate that the first round of mouse spermatogenesis initiates directly from gonocytes, without passing through the Ngn3-expressing stage (Ngn3(-) lineage). By contrast, the subsequent rounds of spermatogenesis are derived from Ngn3(-) positive undifferentiated spermatogonia, which are also immediate descendents of the gonocytes and represent the stem cell function (Ngn3(+) lineage). Thus, in mouse spermatogenesis, the state of the undifferentiated spermatogonia is not an inevitable step but is a developmental option that ensures continuous sperm production. In addition, the segregation of gonocytes into undifferentiated spermatogonia (Ngn3(-) lineage) or differentiating spermatogonia (Ngn3(-) lineage) is topographically related to the establishment of the seminiferous epithelial cycle, thus suggesting a role of somatic components in the establishment of stem cells.

    DOI: 10.1242/dev.02316

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  • Loss of Tie2 receptor compromises embryonic stem cell-derived endothelial but not hematopoietic cell survival 査読

    Hamaguchi, I, T Morisada, M Azuma, K Murakami, M Kuramitsu, T Mizukami, K Ohbo, K Yamaguchi, Y Oike, DJ Dumont, T Suda

    BLOOD   107 ( 3 )   1207 - 1213   2006年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER SOC HEMATOLOGY  

    Tie2 is a receptor-type tyrosine kinase expressed on hematopoietic stem cells and endothelial cells. We used cultured embryonic stem (ES) cells to determine the function of Tie2 during early vascular development and hematopoiesis. Upon differentiation, the ES cell-derived Tie2(+)FIk1(+) fraction was enriched for hematopoietic and endothelial progenitor cells. To investigate lymphatic differentiation, we used a monoclonal antibody against LYVE-11 and found that LYVE-1(+) cells derived from Tie2(+)FIk1(+) cells possessed various characteristics of lymphatic endothelial cells. To determine whether Tie2 played a role in this process, we analyzed differentiation of Tie2(-/-) ES cells. Although the initial numbers of LYVE-1(+) and PECAM-1(+) cells derived from Tie2(-/-) cells did not vary significantly, the number of both decreased dramatically upon extended culturing. Such decreases were rescued by treatment with a caspase inhibitor, suggesting that reductions were due to apoptosis as a consequence of a lack of Tie2 signaling. Interestingly, Tie2(-/-) ES cells did not show measurable defects in development of the hematopoletic system, suggesting that Tie2 is not essential for hematopoletic cell development.

    DOI: 10.1182/blood-2005-05-1823

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  • The niche for spermatogonial stem cells in the mammalian testis 査読

    T Ogawa, M Ohmura, K Ohbo

    INTERNATIONAL JOURNAL OF HEMATOLOGY   82 ( 5 )   381 - 388   2005年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SPRINGER TOKYO  

    The theory of the &apos;&apos; stem cell niche &apos;&apos; was originally proposed for the hematopoietic system, and the existence of the niche as an actual entity was proved in the Drosophila germ cell system. Historically, mammalian spermatogenesis has been studied extensively as a prime example of a stem cell system, and studies have established a stem-progenitor hierarchical order of spermatogonia. In the niche on the basal lamina of seminiferous tubules, spermatogonial stem cells (SSCs) are secluded from the outside world and divide constantly to self-renew and differentiate. During the last 10 years, the development and exploitation of the germ cell transplantation method has expanded our understanding of the nature of SSCs and their niches. The ability to maintain and expand SSCs in vitro, which recently became possible, has further reinforced this research area as a mecca of stem cell biology Nonetheless, the mammalian germ stem cell and its niche remain to be defined more strictly and precisely. We are still on a journey in search of the real stem cell and its true niche.

    DOI: 10.1532/IJH97.05088

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  • Derivation and morphological characterization of mouse spermatogonial stem cell lines 査読

    T Ogawa, M Ohmura, Y Tamura, K Kita, K Ohbo, T Suda, Y Kubota

    ARCHIVES OF HISTOLOGY AND CYTOLOGY   67 ( 4 )   297 - 306   2004年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:INT SOC HISTOLOGY & CYTOLOGY  

    Spermatogonial stem cells (SSCs), having yet to possess decisive markers, can only be detected retrospectively by transplantation assay. It was reported recently that mouse gonocytes collected from DBA/2 and ICR neonates propagated in vitro. This cultured germ cell, named the germline stem cell (GS cell), produced functional sperm to make progeny when transplanted into recipient mouse testes. Here we show that GS cell lines can be established not only front neonatal testes but also from the testis of adult mice. We also confirmed that GS cells once transplanted into a host testis can be recovered to resume in vitro expansion, indicating that they are convertible mutually with SSCs in adult testes. Confocal laser microscopic examination showed GS cells resemble undifferentiated spermatogonia in the adult testis. This unique cell line could be useful for research in germ cell biology and applicable as a new tool for the genetic engineering of animals.

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  • Spatial analysis of germ stem cell development in Oct-4/EGFP transgenic mice 査読

    M Ohmura, S Yoshida, Y Ide, G Nagamatsu, T Suda, K Ohbo

    ARCHIVES OF HISTOLOGY AND CYTOLOGY   67 ( 4 )   285 - 296   2004年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:INT SOC HISTOLOGY & CYTOLOGY  

    Questions persist regarding male germ stem cells and how they mature during the prespermatogenic period of testicular development. We successfully labeled the prespermatogonia with green fluorescence protein (GFP) by using Oct-4 enhancer/promoter. This study shows that GFP was specifically expressed in prespermatogonia, spermatogonia and spermatids that faithfully reproduce the endogenous expression of Oct-4. Histochemical analysis revealed that most of the TRA98-positive gonocytes are also positive for GFP. However, the frequency of GFP expressing cells out of TRA98 expressing cells decreased together with the maturation of gonocytes in the first week after birth. To compare the stem cell activity between GFP-positive and -negative populations, we performed a transplantation of sorted cells into testes from an individual population. Colonization efficiency of germ cells from a GFP-positive population resulted in a 30-fold increase in colonization compared with a GFP-negative population. Since the expression of Oct-4 in prespermtogonia correlates is-ell with the stem activity, Oct-4 might be a crucial molecule in the stem cell property of spermatogonia but not in cell survival.

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  • Cell adhesion to ephrinb2 is induced by EphB4 independently of its kinase activity 査読

    H Sakamoto, XQ Zhang, S Suenobu, K Ohbo, M Ogawa, T Suda

    BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS   321 ( 3 )   681 - 687   2004年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ACADEMIC PRESS INC ELSEVIER SCIENCE  

    Cell to cell interaction in bone marrow is crucial for differentiation of hematopoietic cells. We have shown that EphB4 receptor is expressed in erythroid progenitor and its activation accelerates erythroid differentiation. To elucidate the role of EphB4 activation in erythropoiesis, we analyzed effects of EphB4 on cell adhesive pathways. Cell adhesion with the extension of filopodial pseudopod was observed by EphB4 activation. EphB4 activation also enhanced an effect of fibronectin-mediated adhesive pathway along with formation of the c-Cbl/CrkL complex. The tyrosine kinase activity of EphB4 was dispensable for those phenomena. These results suggest that activation of EphB4 participates in adhesive but not repulsive signals independently of its tyrosine kinase activity in hematopoietic cells. (C) 2004 Elsevier Inc. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.bbrc.2004.07.016

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  • Neurogenin3 delineates the earliest stages of spermatogenesis in the mouse testis 査読

    S Yoshida, A Takakura, K Ohbo, K Abe, J Wakabayashi, M Yamamoto, T Suda, Y Nabeshima

    DEVELOPMENTAL BIOLOGY   269 ( 2 )   447 - 458   2004年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ACADEMIC PRESS INC ELSEVIER SCIENCE  

    in mammalian testis, a typical stem cell system ensures continuous spermatozoa production. Lines of experiments have demonstrated that stem cell activity resides in the most primitive small subset of germ cells, that is, A(s) (A(single)), A(pr) (A(paired)), and A(al) (A(aligned)) spermatogonia, also collectively called undifferentiated spermatogonia. However, their cellular or molecular nature is largely to be elucidated because a gene that is specifically expressed in these cells has not yet been identified, which makes it difficult to study them. In this study, we demonstrate that a class B basic helix-loop-helix (bHLH) transcription factor neurogenin3 (ngn3) is expressed specifically in As, Apr, and A,, spermatogonia because ngn3 is expressed in c-Kit negative spermatogonia throughout the seminiferous cycle, and transgenic labeling with GFP revealed connection of 1, 2, 4, 8, 16, or 32 ngn3-positive cells via intercellular bridges. ngn3 is first expressed at the prepubertal stage in c-Kit negative prespermatogonia. Lineage tracing, using the Cre-loxP system, demonstrates that ngn3-positive germ cells give rise to eventually all the spermatogenesis in mature testis. To our knowledge, ngn3 is the first reported gene that delineates these earliest stages of spermatogenesis. Considering its molecular nature, ngn3 could be involved in their differentiation control. Moreover, visualization with GFP and targeting expression of exogenous genes are valuable tools to investigate the mammalian spermatogenic stem cell system. (C) 2004 Elsevier Inc. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.ydbio.2004.01.036

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  • Identification and characterization of stem cells in prepubertal spermatogenesis in mice 査読

    K Ohbo, S Yoshida, M Ohmura, O Ohneda, T Ogawa, H Tsuchiya, T Kuwana, J Kehler, K Abe, HR Scholer, T Suda

    DEVELOPMENTAL BIOLOGY   258 ( 1 )   209 - 225   2003年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ACADEMIC PRESS INC ELSEVIER SCIENCE  

    The stem cell properties of gonocytes and prospermatogonia at prepubertal stages are still largely unknown: it is not clear whether gonocytes and prospermatogonia are a special cell type or similar to adult undifferentiated spermatogonia. To characterize these cells, we have established transgenic mice carrying EGFP (enhanced green fluorescence protein) cDNA under control of an Oct4 18-kb genomic fragment containing the minimal promoter and proximal and distal enhancers; Oct4 is reported to be expressed in undifferentiated spermatogonia at prepubertal stages. Generation of transgenic mice enabled us to purify gonocytes and prospermatogonia from the somatic cells of the testis. Transplantation studies of testicular cells so far have been done with a mixture of germ cells and somatic cells. This is the first report that establishes how to purify germ cells from total testicular cells, enabling evaluation of cell-autonomous repopulating activity of a subpopulation of prospermatogonia. We show that prospermatogonia differ markedly from adult spermatogonia in both the size of the KIT-negative population and cell cycle characteristics. The GFP(+)KIT(-) fraction of prospermatogonia has much higher repopulating activity than does the GFP(+)KIT(+) population in the adult environment. Interestingly, the GFP(+)KIT(+) population still exhibits repopulating activity, unlike adult KIT-positive spermatogonia. We also show that ALCAM, activated leukocyte cell adhesion molecule, is expressed transiently in gonocytes. Sertoli cells and myoid cells also express ALCAM at the same stage, suggesting that ALCAM may contribute to gonocyte-Sertoli cell adhesion and migration of gonoyctes toward the basement membrane. (C) 2003 Elsevier Science (USA). All rights reserved.

    DOI: 10.1016/S0012-1606(03)00111-8

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  • Expression and function of NJ-1 surface antigen in megakaryopoiesis 査読

    H Tang, XQ Zhang, T Naruse, K Ohbo, T Suda

    BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS   292 ( 3 )   667 - 674   2002年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ACADEMIC PRESS INC ELSEVIER SCIENCE  

    Immunostaining with NJ-1 monoclonal antibody (MoAb) revealed that NJ-1 is expressed on megakaryocytes (MKs). NJ-1-positive and lineage-negative progenitor cells have a higher potency to proliferate and differentiate into MKs. MKs were divided into NJ-1 (+)MKs and NJ-1(-)MKs. NJ-1 (+)MKs are immature MKs because of their low potential to generate proplatelets. When cultured CD41-positive MK cells were analyzed with RTPCR, we found that the expression of NJ-1 is down-regulated. NJ-1 (+)MKs have a high adherent potential to endothelial cells comparing with NJ-1 (-)MKs, and this binding ability could be inhibited by the NJ-1-Fc fusion protein. We hypothesize that NJ-1 +MKs are immature MKs and the NJ-1 molecule is involved in MK adhesion to endothelial cells. (C) 2002 Elsevier Science (USA).

    DOI: 10.1006/bbrc.2002.6721

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  • Sgn1, a basic helix-loop-helix transcription factor delineates the salivary gland duct cell lineage in mice 査読

    S Yoshida, K Ohbo, A Takakura, H Takebayashi, T Okada, K Abe, Y Nabeshima

    DEVELOPMENTAL BIOLOGY   240 ( 2 )   517 - 530   2001年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ACADEMIC PRESS INC ELSEVIER SCIENCE  

    The salivary system in mammals is comprised of three independently developed pairs of organs, the parotid, submaxillar, and sublingual glands. Each gland is composed of various ductal and acinar cell types that fulfill multiple roles. However, the molecular mechanisms regulating their biogenesis and functions are still largely unknown. In this paper, we report that two class B basic helix-loop-helix (bHLH) transcriptional regulators delineate the ductal and the acinar cells in salivary glands. Sgn1, a novel class B bHLH factor, is specifically expressed in the salivary duct cells, while the acinar cells are characterized by the expression of another class B bHLH factor, Mist1. The molecular nature of Sgn1 was also investigated: it binds to specific sequences of DNA as a dimer with a class A bHLH factor and acts as a negative transcriptional regulator against other bHLH factors. This study provides an important cue towards better understanding of the generation and function of multiple cell types in salivary glands. In addition, Sgn1 expression exhibits a reverse relationship with the development of male phenotypes, suggesting its role in gender dimorphism in the salivary glands. (C) 2001 Elsevier Science.

    DOI: 10.1006/dbio.2001.0473

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  • Germline-specific expression of the Oct-4/green fluorescent protein (GFP) transgene in mice 査読

    T Yoshimizu, N Sugiyama, M De Felice, Y Il Yeom, K Ohbo, K Masuko, M Obinata, K Abe, HR Scholer, Y Matsui

    DEVELOPMENT GROWTH & DIFFERENTIATION   41 ( 6 )   675 - 684   1999年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:BLACKWELL SCIENCE ASIA  

    The Pic-1, Oct-1,2, Unc-86 (POU) transcription factor Oct-4 is specifically expressed in the germ cell line, and a previous study has indicated that the expression of the lacZ gene inserted into an 18 kb genomic fragment encompassing the Oct-4 gene can come close to mimicking the endogenous embryonic expression pattern of Oct-4 in transgenic mice. In the present study transgenic mice expressing green fluorescent protein (GFP) in the germ cell line were generated using the same Oct-4 genomic fragments and the expression pattern was analyzed in detail through all stages of germ cell development. The GFP expressing primordial germ cells were first detected as early as 8.0 days post-coitum (d.p.c.; early head fold stage) at the base of the allantois in living embryos. The GFP expression was thereafter found in both male and female germ cells at all developmental stages except in male germ cells after differentiating into type A spermatogonia in the postnatal testis. There was also a lower level of expression in female germ cells in the prophase of the first meiotic division. These transgenic mice therefore proved to be powerful tools for isolating living germ cells at various developmental stages to study their nature and to isolate new genes.

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  • Synergism with germ line transcription factor Oct-4: Viral oncoproteins share the ability to mimic a stem cell-specific activity 査読

    A Brehm, K Ohbo, W Zwerschke, Botquin, V, P Jansen-Durr, HR Scholer

    MOLECULAR AND CELLULAR BIOLOGY   19 ( 4 )   2635 - 2643   1999年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER SOC MICROBIOLOGY  

    Activation of transcription by Oct-4 from remote binding sites requires a cofactor that is restricted to embryonal stem cells. The adenovirus E1A protein can mimic the activity of this stem cell-specific factor and stimulates Oct-4 activity in differentiated cells. Here we characterize the Oct-4-E1A interaction and show that the E1A 289R protein harbors two independent Oct-4 binding sites, both of which specifically interact with the POU domain of Oct-4, Furthermore, we demonstrate that, like E1A, the human papillomavirus E7 oncoprotein also specifically binds to the Oct-4 POU domain. E7 and Oct-4 can form a complex both in vitro and in vivo, Expression of E7 in differentiated cells stimulates Oct-ii-mediated transactivation from distal binding sites, Moreover, Oct-4, but not other Oct factors, is active when expressed in cells transformed by human papillomavirus, Our results suggest that different viruses have evolved oncoproteins that share the ability to target Oct-4 and to mimic a stem cell-specific activity.

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  • Cerebrospinal fluid interleukin 6 in amyotrophic lateral sclerosis: immunological parameter and comparison with inflammatory and non-inflammatory central nervous system diseases 査読

    T Sekizawa, H Openshaw, K Ohbo, K Sugamura, Y Itoyama, JC Niland

    JOURNAL OF THE NEUROLOGICAL SCIENCES   154 ( 2 )   194 - 199   1998年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV  

    We assayed IL-6 in 105 cerebrospinal fluid (CSF) samples from patients with ALS, MS, HTLV-1 associated myelopathy (HAM), and controls. There was considerable overlap in n-6 levels in all patient groups. The mean n-6 in 27 patients with ALS was significantly higher than in 21 patients in the other neurological disease (OND) group (P=0.0075). There were no significant differences in MS or HAM and the OND control group. Overall, CSF IL-6 correlated with protein concentration but not with percentage IgG or IgG-albumin index. Patients with CSF oligoclonal bands were no more likely to have detectable IL-6 than patients without oligoclonal bands. Similarly, IL-6 did not correlate with clinical disease activity in MS when subgroups of patients were compared or when an individual patient was followed over time. The elevated IL-6 in ALS may reflect an ongoing humoral immune response, or n-6 may be non-specifically expressed in these patients as a putative neurotrophic factor in response to nerve cell degeneration. (C) 1998 Elsevier Science B.V.

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  • Lymphohaematopoietic abnormalities and systemic lymphoproliferative disorder in interleukin-2 receptor  chain-deficient mice. 査読

    Ikebe, M, Miyakawa, K, Takahashi, K, Ohbo, K, Nakamura, M, Sugamura, K, Suda, T, Yamamura, K-I, Tomita, K

    Int. J. Exp. Path.   78 ( 3 )   133 - 148   1997年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • The carboxy-terminal transactivation domain of Oct-4 acquires cell specificity through the POU domain 査読

    A Brehm, K Ohbo, H Scholer

    MOLECULAR AND CELLULAR BIOLOGY   17 ( 1 )   154 - 162   1997年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER SOC MICROBIOLOGY  

    The POU transcription factor Oct-4 is expressed in totipotent and pluripotent cells of the early mouse embryo and the germ cell lineage, Transactivation capacities of regions flanking the DNA binding domain of Oct-4 were analyzed in undifferentiated and differentiated cell lines, The amino- and carboxy-terminal regions (N domain and C domain) fused to the Gall DNA binding domain both functioned as transactivation domains in all cell lines tested. However, the C domain failed to activate transcription in some cell lines in the context of the native protein. The underlying regulator, mechanism appears to involve the POU domain of Oct-4 and can discriminate between different POU domains, since constructs in,which the C domain was instead fused to the POU domain of Pit-1 were again equally active in all cell lines, These results indicate that the C domain is subject to cell-type-specific regulation mediated by the Oct-4 POU domain. Phosphopeptide analysis revealed that the cell-type-specific difference of C-domain activity correlates with a difference in Oct-4 phosphorylation status, Since Oct-4 is expressed in a variety of distinct cell types during murine embryogenesis, these results suggest an additional regulatory mechanism for determining Oct-4 function in rapidly changing cell types during development.

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  • Demonstration of a crosstalk between IL-2 and IL-5 in phosphorylation of IL-2 and IL-5 receptor  chain. 査読

    Ohbo, K, Asao, H, Kohro, T, Nakamura, M, Takaki, S, Kikuchi, Y, Hirosawa, K, Tominaga, A, Takatsu, K, Sugamura, K

    Int. Immunol.   8 ( 6 )   951 - 960   1996年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Germline regulatory element of Oct-4 specific for the totipotent cycle of embryonal cells 査読

    YI Yeom, G Fuhrmann, CE Ovitt, A Brehm, K Ohbo, M Gross, K Hubner, HR Scholer

    DEVELOPMENT   122 ( 3 )   881 - 894   1996年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:COMPANY OF BIOLOGISTS LTD  

    The totipotential stem cells of the pregastrulation mouse embryo which give rise to all embryonic somatic tissues and germ cells express Oct-4. The expression is downregulated during gastrulation and is thereafter only maintained in the germline lineage, Oct-4/lacZ transgenes were used to determine how this pattern of expression was achieved, and resulted in the identification of two separate regulatory elements. The distal element drives Oct-4 expression in preimplantation embryos, in migratory and postmigratory primordial germ cells but is inactive in cells of the epiblast, In cell lines this element is specifically active in embryonic stem and embryonic germ cells. The proximal element directs the epiblast-specific expression pattern, including downregulation during gastrulation; in cell lines its activity is restricted to epiblast-derived cells. Thus, Oct-4 expression in the germline is regulated separately from epiblast expression, This provides the first marker for the identification of totipotent cells in the embryo, and suggests that expression of Oct-4 in the totipotent cycle is dependent on a set of factors unique to the germline.

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  • Retinoic acid-mediated down-regulation of Oct3/4 coincides with the loss of promoter occupancy in vivo 査読

    S Minucci, Botquin, V, YI Yeom, A Dey, Sylvester, I, DJ Zand, K Ohbo, K Ozato, HR Scholer

    EMBO JOURNAL   15 ( 4 )   888 - 899   1996年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:OXFORD UNIV PRESS UNITED KINGDOM  

    Oct3/4, a hallmark of the earliest stages of embryogenesis, is expressed in undifferentiated embryonal carcinoma (EC) and embryonic stem (ES) cells. Oct3/4 gene expression is dependent on the promoter region, the proximal enhancer and the newly identified distal enhancer. We have analysed in vivo occupancy of these elements. In undifferentiated EC and ES cells, strong footprints were detected at specific sites of all three regulatory elements. These were promptly lost upon RA treatment in ES cells and in P19 EC cells, in parallel with sharply reduced Oct3/4 mRNA levels, Thus, the occupancy of regulatory elements is coupled with Oct3/4 expression, and RA treatment causes coordinated factor displacement, leading to extinction of gene activity. In F9 EC cells, footprint was first abolished at the proximal enhancer. However, this loss of binding site occupancy did not result in a decrease in Oct3/4 mRNA levels. The partial factor displacement seen in F9 EC cells, combined with the observation that EC and ES cells utilize the proximal and distal enhancers in a differential manner, indicate the complex pattern of Oct3/4 gene regulation, which could reflect a cell type- and lineage-specific expression of the gene in vivo.

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  • Modulation of the hematopoiesis in mice with a truncated mutant of the interleukin-2 receptor  chain. 査読

    Ohbo, K, Suda, T, Hashiyama, M, Mantani, A, Ikebe, M, Miyakawa, K, Moriyama, M, Nakamura, M, Katshuki, M, Takahashi, K, Yamamura, K-I, Sugamura, K

    Blood   87 ( 3 )   956 - 967   1996年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Functional analysis of the human interleukin 2 receptor  chain gene promoter. 査読

    Ohbo, K, Takasawa, N, Ishii, N, Tanaka, N, Nakamura, M, Sugamura, K

    J.Biol.Chem   270 ( 13 )   7479 - 7486   1995年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Physical association of JAK1 and JAK2 tyrosine kinases with the interleukin 2 receptor  and  chains. 査読

    Tanaka, N, Asao, H, Ohbo, K, Ishii, N, Takeshita, T, Nakamura, M, Sugamura, K

    Proc.Natl. Acad.Sci.USA.   91 ( 15 )   7271 - 7275   1994年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • THE IL-2/IL-2 RECEPTOR SYSTEM - INVOLVEMENT OF A NOVEL RECEPTOR SUBUNIT, GAMMA-CHAIN, IN GROWTH SIGNAL TRANSDUCTION 査読

    K SUGAMURA, T TAKESHITA, H ASAO, S KUMAKI, K OHBO, K OHTANI, M NAKAMURA

    TOHOKU JOURNAL OF EXPERIMENTAL MEDICINE   168 ( 2 )   231 - 237   1992年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:TOHOKU UNIV MEDICAL PRESS  

    We previously demonstrated the existence of a third component, p64, of IL-2 receptor (IL-2R), tentatively named the gamma chain of IL-2R. Our recent studies provided evidence suggesting that the gamma chain endows the beta chain of IL-2R with IL-2 binding ability. The gamma chain was detected in lymphoid transfectants of IL-2Rbeta cDNA, which showed the intermediate-affinity IL-2R, but not in nonlymphoid transfectants of IL-2Rbeta cDNA, which showed no IL-2 binding activity. The comparative study between two subclones of lymphoid MOLT4 transfectant of IL-2Rbeta cDNA demonstrated that the amount of the gamma chain coprecipitated with IL-2Rbeta was proportional to numbers of the IL-2 binding sites. These results suggest the possibility that the gamma chain associates with IL-2Rbeta and has an important role in formation of the intermediate-affinity IL-2R complex. On the other hand, we have also demonstrated the association of IL-2Rbeta with a certain tyrosine kinase, of which activation by IL-2 could be indispensable process at the initial pathway of signal transduction.

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  • Monoclonal antibodies defining distinct epitopes of the human interleukin 2 receptor  chain and their differential effect on IL-2 responses. 査読

    Ohbo, K, Takeshita, T, Asao, H, Kurahashi, Y, Tada, K, Mori, H, Hatakeyama, M, Taniguchi, T, Sugamura, K

    J.Immunol.Mehods   142 ( 1 )   61 - 72   1991年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • INTERLEUKIN-6 IN CEREBROSPINAL-FLUID OF HTLV-I-ASSOCIATED MYELOPATHY 査読

    K OHBO, K SUGAMURA, T SEKIZAWA, K KOGURE

    NEUROLOGY   41 ( 4 )   594 - 595   1991年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:LITTLE BROWN CO  

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  • MOLECULAR-CLONING AND CHARACTERIZATION OF A NOVEL GLYCOPROTEIN, GP34, THAT IS SPECIFICALLY INDUCED BY THE HUMAN T-CELL LEUKEMIA-VIRUS TYPE-I TRANSACTIVATOR P40TAX 査読

    S MIURA, K OHTANI, N NUMATA, M NIKI, K OHBO, Y INA, T GOJOBORI, Y TANAKA, H TOZAWA, M NAKAMURA, K SUGAMURA

    MOLECULAR AND CELLULAR BIOLOGY   11 ( 3 )   1313 - 1325   1991年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER SOC MICROBIOLOGY  

    We have cloned and sequenced a cDNA encoding gp34, a novel glycoprotein expressed in cells bearing human T-cell leukemia virus type I (HTLV-I). HTLV-I has a trans-acting transcriptional activator, p40tax, that is thought to be implicated in leukemogenesis through the activation of cellular enhancers. With a subline (JPX-9) of the human T-cell line Jurkat, in which p40tax is inducible, gp34 was shown to be of cellular origin and to be transcriptionally activated by p40tax. It was also demonstrated that two species of mRNA are generated from one copy of the gp34 gene and that these mRNAs encode the identical gp34 product and differ in the 3' untranslated region. Analysis of the deduced amino acid sequence of gp34 showed that it lacks typical signal peptides; however, it has a hydrophobic stretch for membrane anchoring and four possible N-linked glycosylation sites at the carboxy-terminal portion, indicating that it belongs to the family of membrane proteins whose carboxy-terminal portion protrudes out of the cell. The gp34 gene displayed relatively delayed induction compared with other genes activated by p40tax. Taken together with the observation of the dependence of gp34 expression on HTLV-I p40tax, unlike other p40tax-dependent genes such as those for the interleukin-2 receptor alpha-chain and c-fos, which are expressed or induced under physiological conditions, we predict that the mechanism involved in the induction of gp34 expression by p40tax is distinct from and more intricate than those for the previously characterized genes.

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  • ESTABLISHMENT OF A CYCLIC ADENOSINE MONOPHOSPHATE-DEPENDENT GROWING HUMAN T-CELL LINE DERIVED FROM AN INTERLEUKIN-2-DEPENDENT CELL-LINE 査読

    T TAKESHITA, K OHBO, M NAKAMURA, Y GOTO, K SUGAMURA

    JOURNAL OF CELLULAR PHYSIOLOGY   145 ( 2 )   238 - 243   1990年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:WILEY-LISS  

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  • IL-2-induced signal transduction: Involvement of tyrosine kinase and IL-2 receptor γ chain 査読

    K. Sugamura, T. Takeshita, H. Asao, S. Kumaki, K. Ohbo, K. Ohtani, M. Nakamura

    Lymphokine Research   9 ( 4 )   539 - 542   1990年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    We previously established a monoclonal antibody, TU11 mAb, which is specific for human IL-2 receptor (IL-2R) β chain (p75) and does not inhibit IL-2-binding to IL-2Rβ. Using TU11 mAb, we first demonstrated the existence of a third component, p64, of IL-2R, tentatively named the γ chain of IL-2R. TU11 mAb precipitated not only the β chain but also the α and γ chains in the lysates of cells bearing the high-affinity IL-2R in the presence of IL-2 without any chemical crosslinker. The γ chain was also detected in lymphoid MOLTαβ and MOLTβ cells, which were stably transfected with both α and β cDNA, and with β cDNA alone, respectively, but not in fibroblastoid COSαβ and COSβ cells, which were stably transfected with both α and β cDNA, and with β cDNA alone, respectively. Furthermore, IL-2-mediated growth signals were transduced in the lymphoid transfectant cells but not in the fibroblastoid transfectant cells, suggesting the possibility that the γ chain along with the β chain has an essential role in the transduction of IL-2-mediated growth signals. Using TU11 mAb, we secondly demonstrated that IL-2 rapidly induces tyrosine phosphorylation of both the β and γ chains in an IL-2-dose-dependent manner. The tyrosine phosphorylation of β and γ chains were also detected in the lymphoid transfectant cells but not in the fibroblastoid transfectant cells, indicating the correlation between tyrosine kinase activation and IL-2-mediated growth signaling. The β chain was phosphorylated in in vitro on serine, threonine and tyrosine residues, but the γ chain was phosphorylated in in vitro predominantly on tyrosine residues, suggesting the possibility that the γ chain itself is a tyrosine kinase molecule.

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  • IL-2 receptor subunit, p75: Direct demonstration of its IL-2 binding ability by using a novel monoclonal antibody 査読

    Jun Suzuki, Toshikazu Takeshita, Kazuyuki Ohbo, Hironobu Asao, Keiya Tada, Kazuo Sugamura

    International Immunology   1 ( 4 )   373 - 377   1989年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    A new monoclonal antibody (mAb), TU11 mAb, was found to be specific for the p75 subunit of human interleukln 2 receptor (IL-2R). TU11 mAb reacted with human and Gibbon ape cell lines positive for lL-2Rp75 but not with cell lines negative for lL-2Rp75 tested. TU11 mAb specifically detected a single cell surface molecule with a molecular weight of 75 kd. The 75 kd molecule was identical to p75 detected by TU27 mAb specific for human lL-2Rp75 in sequential immunoprecipitation. TU11 mAb did not block lL-2 binding to the high-affinity lL-2R at all and precipitated p75 bound with IL-2. Using TU11 mAb, we have demonstrated here that solubilized p75 has an IL-2 binding site. © 1989 The Japanese Society for Immunology.

    DOI: 10.1093/intimm/1.4.373

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MISC

  • 精子幹細胞分化を制御するエピジェネティックな機構の解析

    大保和之, 南澤恵佑, 尾野道男, 中島久仁子, FELLOWS Rachel, 富澤信一

    日本解剖学会総会・全国学術集会抄録集(CD-ROM)   129th   2024年

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  • 精子形成と免疫ホメオスタシスに対する新規プロテアーゼ阻害剤の役割

    富澤信一, FELLOWS Rachel, 尾野道男, 黒羽一誠, DOCKAL Ivana, 南澤恵佑, 鈴木穣, 才津浩智, 大保和之

    日本解剖学会総会・全国学術集会抄録集(CD-ROM)   128th   2023年

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  • 停留精巣は精原細胞における異常なエピジェネティックおよび転写シグネチャーを誘発する

    尾野道男, DOCKAL Ivana, RADOVIC Uros, 大保和之, 富澤信一

    日本解剖学会総会・全国学術集会抄録集(CD-ROM)   128th   2023年

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  • KMT2B依存性エピジェネティックプログラミングによる雄生殖細胞発生の調節

    富澤信一, 小林裕貴, FELLOWS Rachel, 尾野道男, 黒羽一誠, 田中宏光, 河越龍方, 才津浩智, 鈴木穣, 水木信久, 小倉淳郎, 大保和之

    日本解剖学会総会・全国学術集会抄録集(CD-ROM)   127th   2022年

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  • WFDCファミリーに属するプロテアーゼインヒビターWFDC2の発現及び機能解析

    林亜葵, 中島久仁子, 尾野道男, 富澤信一, 大保和之

    日本解剖学会総会・全国学術集会抄録集(CD-ROM)   127th   2022年

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  • エピジェネティックなエンハンサーマーカーからみた精子幹細胞

    大保和之, 富澤信一

    日本遺伝学会大会プログラム・予稿集   91st   2019年

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  • エピジェネティックな機構を介した精子発生制御メカニズムの解析

    小林裕貴, 尾野道男, 溝口敬太, 夏目幸治, 富澤信一, 河越龍方, 水木信久, 小倉淳郎, 大保和之

    日本解剖学会総会・全国学術集会講演プログラム・抄録集   124th   2019年

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  • 精子幹細胞分化系列におけるエピジェネティックおよびトランスクリプトームの解析

    富澤信一, 小林裕貴, PETERS Antoine H.F.M., ANASTASSIADIS Konstantinos, STEWART A Francis, 関真秀, 鈴木穣, CLARK Stephen, KELSEY Gavin, 大保和之

    日本分子生物学会年会プログラム・要旨集(Web)   42nd   2019年

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  • Kmt2b(H3K4メチル化酵素)遺伝子欠損マウスにおける精細管の微細形態

    尾野道男, 小林裕貴, 富澤信一, 大保和之

    日本解剖学会総会・全国学術集会講演プログラム・抄録集   123rd   2018年

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  • 腎臓において,過剰動脈および回転異常を呈した一例

    荻窪まどか, 長谷川広大, 後藤希実, 張田佳代, 松沼まり, 氏赳人, 羽鳥尚寛, 富澤信一, 尾野道男, 鳥本いづみ, 吉田敬一郎, 宮木孝昌, 大保和之

    日本解剖学会総会・全国学術集会講演プログラム・抄録集   121st   2016年

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  • 尾部欠損及び鈎状突起の低形成と三葉化を示した1例

    川村飛翔, 渡辺武俊, 藤本優, 加藤伸忠, 大庭千佳, 祖父江瑤子, 氏赳人, 羽鳥尚寛, 富澤信一, 尾野道男, 鳥本いづみ, 吉田敬一郎, 宮木孝昌, 大保和之

    日本解剖学会総会・全国学術集会講演プログラム・抄録集   121st   2016年

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  • 新生仔マウスの精原幹細胞の形成と分化における全ゲノムDNAメチル化およびトランスクリプトーム解析

    久保 直樹, 藤 英博, 白根 健次郎, 白川 峰征, 小林 久人, 佐藤 哲也, 曾根 秀利, 佐藤 康人, 富澤 信一, 鶴崎 美徳, 柴田 弘紀, 才津 浩智, 鈴木 穣, 松本 直通, 須山 幹太, 河野 友宏, 大保 和之, 佐々木 裕之

    日本生化学会大会・日本分子生物学会年会合同大会講演要旨集   88回・38回   [1P0606] - [1P0606]   2015年12月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:(公社)日本生化学会  

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  • エピジェネティクスの視点から見た精原幹細胞分化

    大保和之

    日本生殖医学会雑誌   60 ( 1/2 )   89   2015年4月

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    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

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  • 核内微細形態変化とエピジェネティックな変化の精巣幹細胞分化における役割

    富澤信一, 白川峰征, 大保和之

    日本解剖学会総会・全国学術集会講演プログラム・抄録集   119th   2014年

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  • 生殖細胞からみた幹細胞の分化制御システム

    大保和之

    横浜医学   64 ( 1 )   13 - 19   2013年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:横浜市立大学医学会  

    CiNii Books

    J-GLOBAL

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  • マウス新生仔期の精原幹細胞の分化におけるメチローム変動

    久保直樹, 藤英博, 白根健次郎, 白根健次郎, 白川峰征, 神里亮人, 曾根秀利, 佐藤康人, 鶴崎美徳, 富澤信一, 柴田弘紀, 才津浩智, 松本直通, 大保和之, 佐々木裕之, 佐々木裕之

    日本分子生物学会年会プログラム・要旨集(Web)   36th   2013年

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  • HE4 EXPRESSION IS ASSOCIATED WITH WORSE PROGNOSIS IN PULMONARY ADENOCARCINOMA

    Shin-Ichi Yamashita, Keita Tokuishi, Toshihiko Moroga, Takafumi Hashimoto, Mirei Kamei, Shuji Suehiro, Kiyoshi Ono, Satoshi Yamamoto, Masao Chujo, Kazuyuki Ohbo, Katsunobu Kawahara

    JOURNAL OF THORACIC ONCOLOGY   6 ( 6 )   S972 - S973   2011年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:LIPPINCOTT WILLIAMS & WILKINS  

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  • マウス精子形成の初期における幹細胞システムと組織構築の成立

    吉田 松生, 助野 真美子, 中川 俊徳, 大保 和之, 須田 年生, 鍋島 陽一

    日本発生生物学会大会講演要旨集   38回   145 - 145   2005年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本発生生物学会  

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  • The interleukin-2 receptor gamma chain: its role in the multiple cytokine receptor complexes and T cell development in XSCID. (Annu Rev Immunol)

    SUGAMURA K, ASAO H, KONDO M, TANAKA N, ISHII N, OHBO K, NAKAMURA M, TAKESHITA T

    Annu Rev Immunol   14   179 - 205   1996年

  • HTLV-I INFECTION AND IL-2 RECEPTOR EXPRESSION

    M NAKAMURA, K OHBO, N TAKASAWA, K SUGAMURA

    AIDS RESEARCH AND HUMAN RETROVIRUSES   10 ( 4 )   449 - 449   1994年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:MARY ANN LIEBERT INC PUBL  

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講演・口頭発表等

  • Kmt2b(H3K4メチル化酵素)遺伝子欠損マウスにおける精細管の微細形態

    尾野道男, 小林裕貴, 富澤信一, 大保和之

    第123回日本解剖学会総会・全国学術総会  2018年3月 

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    開催年月日: 2018年3月

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  • 停留睾丸は精原細胞において、エピゲノムと遺伝子発現の異常をもたらす

    尾野道男, Ivana Dockal, Uros Radovic, 大保和之, 富澤信一

    第128回日本解剖学会総会・全国学術総会  2023年3月 

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  • 精子幹細胞におけるプライミング機構により制御されているWfdc15aの精子形成における役割

    大保和之

    日本遺伝学95回大会  2023年9月 

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  • 精子幹細胞におけるプライミング機構の精子形成、初期発生に及ぼす影響

    富澤 信一, 小林 裕貴, Rachel Fellows, 鈴木 穣, 小倉 淳郎, 大保 和之

    第16回エピジェネティクス研究会年会  2023年6月 

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  • 精子幹細胞分化を制御するエピジェネティックな機構の解析

    大保和之, 南澤恵佑, 尾野道男, 中島久仁子, Rachel Fellows, 富澤信一

    第129回日本解剖学会総会・全国学術総会  2024年3月 

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  • エピジェネティックチェックポイントの精子幹細胞分化における意義について 招待

    大保和之

    第4回有性生殖研究会  2024年3月 

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  • 「DNAメチル化を介した、精巣幹細胞から前駆細胞への運命制御機構

    大保 和之

    第111回日本解剖学会総会・全国学術集会 シンポジウム  2006年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(公募)  

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  • 精巣幹細胞特異的発現分子により可視化された幹細胞のゲノム修飾動態

    大保 和之

    第114回日本解剖学会総会・全国学術集会 シンポジウム“生殖系細胞の機能発現とイメージング”  2009年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(公募)  

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  • DNAメチル化を介した、精巣幹細胞から前駆細胞への運命決定制御機構の解析

    平成18年度文部科学省 特定領域研究 生殖細胞の発生プロセス・再プログラム化とエピジェネティクス 公開シンポジウム  2006年 

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  • Changing of chromatin architecture at the transition from stem cells to progenitor cells in testis.

    Cold Spring Harbor Laboratory Meeting on Germ Cells  2006年 

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    会議種別:ポスター発表  

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  • Wfdc2欠損マウスは新生児期に呼吸不全で死亡する

    Selma Dizdarevic, 中島久仁子, 尾野道男, 富澤信一, 大保和之

    第125回日本解剖学会総会・全国学術総会 (誌上開催)  2020年3月 

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  • エピジェネティックな機構を介した精子発生制御メカニズムの解析

    小林裕貴, 尾野道男, 溝口敬太, 夏目幸治, 富澤信一, 河越龍方, 水木信久, 小倉淳郎, 大保和之

    第124回日本解剖学会総会・全国学術総会  2019年3月 

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  • An epigenetic switch is crucial for spermatogonia to transition from a stem cell to a progenitor identity 招待 国際会議

    大保 和之

    Gordon Research Conferences Germinal Stem Cell Biology  2013年7月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • ゲノム修飾からみた成体精巣幹細胞分化機構

    大保 和之

    第121回日本解剖学会総会・全国学術集会 シンポジウム“精巣研究の最前線”  2016年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(公募)  

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  • エピジェネティクスの視点から見た精原幹細胞分化

    大保 和之

    第60回日本生殖医学会 シンポジウム 1『生殖細胞の産生制御機構』  2015年4月 

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    記述言語:日本語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(公募)  

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  • Analysis of the difference of chromatin architecture between stem cells and progenitor cells in the testes.

    EMBO Conference on Chromatin and Epigenetics  2007年 

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    会議種別:ポスター発表  

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  • 精子幹細胞分化に関わるゲノム修飾機構の解析

    大保 和之

    第57回日本組織細胞化学会総会・学術集会 シンポジウム4 配偶子形成・受精・着床の最先端研究  2016年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(公募)  

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  • 新規蛋白分解酵素阻害分子の精子形成や精巣の免疫機序における役割

    富澤信一, Rachel Fellows, 尾野道男, 黒羽一誠, Ivana Dockal, 南澤恵佑, 鈴木穣, 才津 浩智, 大保和之

    第128回日本解剖学会総会・全国学術総会  2023年3月 

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  • WAP-type four-disulfide core (WFDC) domain family分子群の肺における分子機能について

    大保 和之

    第56回日本呼吸器学会学術講演会サテライトシンポジウム  2016年4月 

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    記述言語:日本語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(公募)  

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  • 精子幹細胞におけるH3K4me3修飾のプライミング機能の役割

    第123回日本解剖学会総会・全国学術総会2018  2018年3月 

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  • ヒストンメチル化酵素による精巣幹細胞分化制御とその意味

    大保 和之

    第122回日本解剖学会総会・全国学術集会 シンポジウム9 精子形成研究のUpdate  2017年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(公募)  

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  • Kmt2b依存性の精子幹細胞の分化制御機構

    第14回エピジェネティクス研究会年会(web開催)  2021年3月 

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  • WFDCファミリーに属するプロテアーゼイン日ビターWFDC2の発現及び機能解析

    林亜葵, 中島久仁子, 尾野道男, 富澤信一, 大保和之

    第126回日本解剖学会総会・全国学術総会  2021年3月 

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 未分化精原細胞で挿入される父性ヒストン修飾情報の、次世代全能性獲得への影響

    研究課題/領域番号:22H04677  2022年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  新学術領域研究(研究領域提案型)

    大保 和之

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    配分額:8320000円 ( 直接経費:6400000円 、 間接経費:1920000円 )

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  • 精子幹細胞でプライミングされるヒストン修飾の次世代全能性プログラムへの影響

    研究課題/領域番号:20H05370  2020年4月 - 2022年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  新学術領域研究(研究領域提案型)

    大保 和之

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    配分額:7800000円 ( 直接経費:6000000円 、 間接経費:1800000円 )

    晩婚化、少子化が社会問題になっている一方で、挙児を希望しながら不妊に悩むカップルの存在も重要な問題である。その頻度は、実にカップルの10数%と言われている。また、不妊治療にかかる費用も多額となっている。女性の社会進出とともに、不妊カップルの増加原因として、出産年齢の高齢化が注目を浴びやすいが、実際には、男性不妊と女性不妊の頻度は一対一であると言われている。顕微受精、体外受精に代表される生殖補助医療の発達により、一部の不妊の問題は解決されつつある。しかし、生殖補助医療技術をもってしても、不妊となる方々も多い。その原因となる配偶子の異常の理解は、これまで運動障害、形態障害といった表現型とそれに関連する分子が中心で、エピジェネティクスの領域では、まだ始まったばかりの段階である。特に、これまで長年、精子においてヒストンは残存せず、プロタミンと置換されると言われてきたので、精子を介したヒストンの次世代への情報伝達は行われないと思われてきた。しかし、ごく最近、精子にヒストン蛋白が残っているとの報告を受け、私どもは、精子が運ぶヒストン修飾の異常が、受精後の次世代の初期発生にどのような変化を与えるのか、研究することとした。そのために、特定のヒストン修飾に異常が起こった精子を用いて、次世代の発生への影響を検討している。これにより、精子に残されているヒストン、ひいてはヒストン修飾に、どのような生物学的意義があるかも同時に知ることができる。

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  • 最新のシングルセル及び超微量ヒストン修飾解析による、エピゲノム不妊分子機構の解析

    研究課題/領域番号:19KK0183  2019年10月 - 2023年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

    大保 和之, 富澤 信一, 鈴木 絢子

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    配分額:18460000円 ( 直接経費:14200000円 、 間接経費:4260000円 )

    個体の一生涯、精子幹細胞が、精子産生を支持する。これまで、精子幹細胞の同定や性状解析には、特異的に発現する転写因子や受容体、分泌蛋白分子の解析が中心であった。しかし、幹細胞の分化制御機構に、近年急速に解析が進行し、様々な新知見が得られているエピジェネティクス制御機構がどのように関わっているのか、その多くは未だ明らかとなっていない。私どもは、これまで幾つかのエピジェネティックな因子が、精子幹細胞の分化制御機構に作用していることを見出してきたが、それは氷山の一角に過ぎないと考えている。そこで、独自に開発した手法で、様々なヒストン修飾酵素の遺伝子改変マウスを、次々に作出しているドイツのグループと共同研究を行うことにより、精子幹細胞からの分化異常を起こすヒストン修飾酵素を同定することを行なっている。また、英国との共同研究では、最新のマルチオミクス・シングルセル解析手法を取り入れることにより、より特徴のある細胞を正確に同定することを試みている。現在、最も一般に行われているシングルセル解析は、主に、遺伝子発現を検索するscRNA-seq法が用いられている。近年、シングルセルレベルで、オープンクロマチン領域を同定する解析も広まりつつあるが、それぞれの実験は、別々の細胞を用いて単独で行われている。遺伝子から蛋白が形成されて初めて、その分子は機能する。したがって、遺伝子発現だけでの幹細胞分化過程の解析は、時に誤った結論に結びつくことが見受けられる。そこで、同一細胞から、遺伝子発現の解析ばかりでなく、DNAのメチル化や、ヒストン修飾などの変化の結果を反映するヌクレオソームの間隔などの違いを調べる手法を用いることにより、より正確な細胞の分化度の評価が可能となると考えている。

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  • 最新のシングルセル解析法を用いた、精巣幹細胞中の真の幹細胞の同定と動態解析

    研究課題/領域番号:19K07250  2019年4月 - 2023年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    大保 和之, 富澤 信一, 尾野 道男

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    配分額:4420000円 ( 直接経費:3400000円 、 間接経費:1020000円 )

    私どもは、精子幹細胞の維持、分化機構の解明のために、未分化精原細胞に特異的な分子の発現や、ゲノム修飾状態を丹念に調べてきた。生殖細胞は、分裂後も、細胞間橋によって繋がったまま細胞が分裂していく。それゆえに、最初の一個目の細胞、”As精原細胞”のみが、幹細胞であると長らく信じられてきた。私どもばかりでなく、他の研究者からも、様々な未分化精原細胞特異的な分子の発見が行われた。その結果、新たに分かってきたことは、As精原細胞群が、不均一な細胞集団である可能性が高いことであった。一方、精原細胞が、膜型チロシンキナーゼc-Kit分子を発現するようになると、幹細胞活性が喪失する(前駆細胞となる)ことが移植実験により明らかにされている。これらのことから、As精原細胞から、c-Kit陽性精原細胞に至るまでの細胞のなかで、幹細胞は、その一部なのか全部なのか、探求、検討する必要性が生まれている。
    そこで、本研究は、As精原細胞から、c-Kit陽性精原細胞に至るまでの細胞を、精原細胞がGFPでラベルされる遺伝子改変マウスを使用し、FACSにより純化、シングルセル解析を行い、幹細胞と考えられる細胞集団を同定する目的で行なった。その際に、遺伝子発現、DNAメチル化、クロマチンアクセッシビリティーの3つを同時にアッセイする、最新のマルチオミクス・シングルセル解析手法を取り入れることにより、より特徴のある細胞を正確に同定することを試みた。特に、蛋白に翻訳されているか、いないかの検討ができない遺伝子発現の解析ばかりでなく、DNAのメチル化や、ヒストン修飾などの変化の結果を反映するヌクレオソームの間隔などの違いが、細胞分化度、細胞種などの違いに現れることは良く知られているので、本研究で行なった遺伝子発現に加え、エピジェネティックスの指標を加えたシングルセル解析は、細胞の分化度の評価に最適と考えている。

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  • 世界最先端の解析システムの構築による配偶子産生研究の国際展開

    研究課題/領域番号:15K21736  2015年11月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  新学術領域研究(研究領域提案型)

    小林 悟, 小川 毅彦, 吉田 松生, 林 克彦, 大保 和之, 松居 靖久, 吉崎 悟朗, 尾畑 やよい

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    配分額:35100000円 ( 直接経費:27000000円 、 間接経費:8100000円 )

    始原生殖細胞(PGC)や配偶子幹細胞(GSC)に焦点を当て、配偶子産生システムの制御機構を明らかにすることを目的とする新学術領域研究(研究領域提案型)「動物における配偶子産生システムの制御」(平成25-29年度) で得られた成果を基盤にして、国際共同研究を展開することで、1)精子形成過程のin vitro ライブイメージング・システムの構築、2)精子形成過程におけるエピジェネティック制御の解析手法の開発、3)国際シンポジウム等の開催を行うことができた。本研究により、海外研究者との連携や共同研究を推進し、国際的に注目される研究者コミュニティーを創生することができた。

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  • 動物における配偶子産生システムの制御

    研究課題/領域番号:25114001  2013年6月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  新学術領域研究(研究領域提案型)

    小林 悟, 小川 毅彦, 吉田 松生, 松居 靖久, 吉崎 悟朗, 林 克彦, 大保 和之, 尾畑 やよい

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    配分額:71370000円 ( 直接経費:54900000円 、 間接経費:16470000円 )

    平成25-29年度 新学術領域研究(研究領域提案型)「動物における配偶子産生システムの制御」は、始原生殖細胞(PGC)や配偶子幹細胞(GSC)に焦点を当て、配偶子産生システムの制御機構を動物種横断的に明らかにすることを目的としていた。この目的のために、異なる動物種を対象とする研究者や、in vivoのみならずin vitroで配偶子産生を再現する系を開発する研究者が、密に連携して研究を推進してきた。総括班では、このような研究者間の連携や共同研究を推進し、関連分野へ研究成果を発信することで、国際的に注目される研究者コミュニティーを創成することができた。

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  • 配偶子幹細胞制御機構

    研究課題/領域番号:20116001  2008年11月 - 2014年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  新学術領域研究(研究領域提案型)

    吉田 松生, 小林 悟, 吉崎 悟朗, 小林 一也, 仁木 雄三, 小川 毅彦, 大保 和之, 浅岡 美穂

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    配分額:53300000円 ( 直接経費:41000000円 、 間接経費:12300000円 )

    平成25年3月をもって終了した新学術領域研究「配偶子幹細胞制御機構」の成果とりまとめを行った。
    本研究領域は、平成25年9月5日、文部科学省科学技術・学術審議会学術分科会科学研究費補助金審査部会生物系委員会による事後評価を受け、A(研究領域の設定目的に照らして、期待どおりの成果があった)との評価を得た。総合所見として、「(前略)領域代表者を筆頭に比較的若手の研究者が多く参画し、各動物種におけるGSC/ニッチシステムに関するいくつかの先駆的な成果を収めた。(中略)以上のことから、当初の設定目的を達成し、配偶子幹細胞制御という研究領域を一つの体系として発展させたことは高く評価できる。」との評価を得た。
    本研究(研究成果とりまとめ)では、最終的な研究成果をとりまとめ、学術誌に公表するとともに、領域のホームページを通して広く発信した。また、本研究領域でサポートしてきた「Germ Cellの会」を引き続きサポートし、本研究領域という枠に必ずしもとらわれない、研究者コミュニティーの育成に努めた。更に、事後評価野結果を踏まえて領域の成果をとりまとめ、報告書冊子を作成した。

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  • DNAメチル化を介した、精巣幹細胞から前駆細胞への運命決定制御機構の解析

    研究課題/領域番号:18051014  2006年 - 2007年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特定領域研究

    大保 和之

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    配分額:5000000円 ( 直接経費:5000000円 )

    これまで、他の組織幹細胞と同じように、精巣の幹細胞も、より未分化な細胞に発現している分子などを検索し、これを指標に幹細胞の同定、純化を行う試みが成されてきた。その結果、Oct4,Neurogenin3,PLZFなどの新たな分子マーカーが明らかになった。一方、昨今の急速な方法論の進展により、高次の遺伝子発現制御の視点から、クロマチンの様々な修飾を認識する抗体が次々に樹立され、さらにはクロマチン免疫沈降法などにより、より詳細な解析が可能となった。本研究では、この2つの成果を融合し、精巣幹細胞に特徴的クロマチン修飾構造があるか否か、あるとしたらどのようなものであるかを明らかにする研究である。
    主にNeurogenin3を指標とした解析によれば、精巣の幹細胞は比較的低メチル化を示し、denovoのDNAメチル基転移酵素を発現しない細胞集団であることがわかってきた。また、H3Me2K9といった抑制性のヒストン修飾も認められなかった。一方、ポリコム遺伝子群が修飾するH3Me3K27といった修飾は、分化度に関わらず変化が無かった。ゲノム局所における、これら修飾の変化を検証するために、クロマチン免疫沈降法を用いて、主にc-Kit遺伝子周辺を検索したところ、c-Kitを発現する以前からクロマチンはオープンになっているとともに、発現の必要がない遺伝子の発現調節領域には、H3Me3K27の修飾が強く認められた。
    このように、精巣幹細胞に特徴あるクロマチン修飾が認められることが明らかとなった。今後、これらの修飾の変化を手がかりに、ゲノムワイドで検証を行う必要があると考えられる。さらには、その修飾がもたらす幹細胞活性に対する影響の生物学的意義についても、さらなる解析が必要であると考えられた。

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  • 造血幹細胞と血管幹細胞の分化決定の転換

    研究課題/領域番号:14207042  2002年 - 2004年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    尾池 雄一, 須田 年生, 平尾 敦, 大保 和之, 尾池 雄一

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    配分額:50960000円 ( 直接経費:39200000円 、 間接経費:11760000円 )

    本基盤研究の最終年度においては、今までの研究代表者の須田年生が、平成16年度から特別推進研究に移行したため、尾池雄一が代表者となり、血管新生研究を中心に続行した。アンジオポエチン(Ang)およびアンジオポエチン様分子(Angptl)の生理機能の解析を進め、以下のことを明らかにした。
    1)我々がマウス及びヒトでクローニングし報告したオーファンリガンドであるアンジオポエチン様分子のうちAngptl1とAngptl2のゼブラフィッシュホモログをクローニングし、その発現及び血管内皮細胞において抗アポトーシス作用を有することを示した。両者の間に協調作用があることがモルフォリーノの結果から分かり、血管新生因子のネットワークが示唆された。
    2)我々が血管新生因子として報告したオーファンリガンドであるAGF/Angptl6がエネルギー代謝調節、糖代謝調節にも重要な役割を果たしていることが、ノックアウトマウス、トランスジェニックマウスの解析結果から明らかにされた。これは、全く予期しない発見ではあったが、血管新生とエネルギー代謝の連関という新しい領域を切り開く結果となった(Oike Y. et al. Nature Medicine,2005)
    3)成体骨髄における造血幹細胞ニッチの同定
    静止期造血幹細胞(KSL-SP細胞)の70-80%は、TIE2陽性であることを見出し、我々は成体骨髄における造血幹細胞の存在位置を検討した。その結果、骨髄組織の免疫染色により、幹細胞は骨芽細胞の近く、あるいは、それに接して存在することを明らかにした。さらに、アンジオポエチン-1は、TIE2受容体を介して幹細胞がニッチと接着するのを誘導することを示した(Arai F. et al. Cell,2004)。
    4)成体骨髄における造血幹細胞と血管内皮細胞の関係
    我々は、胎生期と同じように造血幹細胞と血管内皮細胞に分化するHemangioblastが、成体骨髄において存在するかいなかを検討した。その結果、i)造血幹細胞、ii)血管内皮前駆細胞、さらにiii)造血幹細胞と血管平滑筋細胞には分化するが、内皮細胞には分化しない細胞集団の純化に成功した。しかしながら、Hemangioblastをクローナルに証明することはできなかった。

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  • 骨髄間葉系幹細胞に関する研究:造血・造骨・血管新生の連関分子

    研究課題/領域番号:12557082  2000年 - 2002年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    須田 年生, 平尾 敦, 大保 和之, 尾池 雄一, 大根田 修, 高倉 伸幸

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    配分額:13200000円 ( 直接経費:13200000円 )

    我々は、マクロファージ系前駆細胞を複数の抗体を用いて分離し、増殖因子としてのM-CSFが、骨芽細胞から産生される膜結合性蛋白RANKLと共存することにより、前駆細胞から破骨細胞分化が進行することを明らかにした。さらに、前駆細胞と骨芽細胞の接着が分化に不可欠であることを示し、破骨細胞分化が骨表面上でしか起きえないことを説明した。可溶性のRANKLでは、破骨細胞誘導能が低く、可溶性RANKLを多量化すると分化が効率よく進むことを確認した。また、RANKは、もともと樹状細胞からクローニングされた受容体で、樹状細胞分化においては、RANKLとGM-CSFの共存が必要であることを示した。さらに、本研究では、胎生期、肢芽軟骨膜にALCAM陽性細胞が存在し、FACSによりこれらの細胞を分離することに成功した。この細胞からは、骨細胞・軟骨細胞・脂肪細胞およびストロマ細胞の分化が試験管内で観察された。また、ALCAM接着分子は、骨への血管進入を促進することを明らかにした。さらに、血管内皮細胞の増殖は、破骨細胞、脂肪細胞層の上で促進され、逆に、軟骨細胞の上で抑制されることを明らかにした。後者においては、chondromodulin-1の他にephrin-B2が特異的に発現しており、これらの分子が血管の進入を制御していると考えられる。
    本研究により、軟骨を経て骨化が進み、血管、破骨細胞の進入により、骨髄腔が形成され、骨芽細胞、血管内皮細胞を足場に、造血の場が形成される過程の分子解析が進んだ。

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  • マウス生殖細胞で機能する転写因子および細胞表面レセプターの系統的解析

    研究課題/領域番号:12206048  2000年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特定領域研究(C)

    吉田 松生, 大保 和之

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    <背景と目的>
    マウス精原細胞を通して、生殖細胞の本質に迫ることを目指す。精原細胞は、精巣内で減数分裂に入る前の細胞で、「全能性」、「減数分裂の制御」、「インプリンティング」といった重要な細胞機能を担う。精原細胞の一部は精子形成の「幹細胞」として機能する。しかし、ここで機能する分子の知見は非常に少ない。本研究では、生殖細胞特異的にGFPを発現するトランスジェニック・マウスからセル・ソーティングを行うことにより、少数の精原細胞を高度に純化し、cDNAライブラリーを構築した。これを用いて、精原細胞に発現する転写因子及び細胞表面タンパク質、分泌タンパク質を網羅的に検索した。
    <検討結果>
    転写因子の検索は、転写のco-activatorであるCBP、およびbasic helix-loop-helix型転写因子の共通の結合因子であるE12をbaitとした酵母two-hybrid法を用いた。前者のスクリーニングでは、転写制御に関わると考えられる因子を多数得ている。うちいくつかは生殖細胞に高く発現していた。後者の実験の結果6つのbHLH因子を同定した。ここには非常に未分化な精原細胞に限局して発現する因子、減数分裂の前後に発現する因子が含まれていた。いずれも新規の知見である。
    同一のcDNAより、Signal Sequence Trap法により細胞表面タンパク質や分泌タンパク質の検索を行った。解析が進行中であるが、現在までに367クローンを単離し、塩基配列の決定により46の既知及び未知の分子を同定した。
    <考察>
    本研究で得られた因子が特異的な転写制御複合体を作る可能性、幹細胞や減数分裂の制御を行う可能性が示された。やはり同定されつつある受容体を含む細胞表面分子や分泌因子を介したシグナルが、これら核内因子と機能的連関を持つことにより生殖細胞機能を制御する全体像が明かとなることが期待される。

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  • 巨大DNAマウスを利用した変異原因遺伝子の探索

    研究課題/領域番号:11694296  1999年 - 2000年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    山村 研一, 大保 和之, 荒木 喜美, 阿部 訓也

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    配分額:6300000円 ( 直接経費:6300000円 )

    染色体は、細胞分裂時に、末端部分を失うことなく複製され、かつ娘細胞に一つずつ染色体が分配されねばならない。このため、3つのエレメントが必要で、セントロメア、テロメア、そして複製開始点である。バクテリアや酵母では、これrらの配列が分かり、すでに単離されている。その結果、細菌人工染色体や酵母人工染色体が作製されている。酵母人工染色体は、非常に不安定であり、次第に細菌人工染色体が一般的に用いられるようになってきた。この細菌人工染色体をマウス受精卵荷導入し、トランスジェニックマウスを作製する方法を確立することを試みた。アガロースプラグ中に埋め込んだBAC DNAをパルスフィールド電気泳動法によって分画し、BAC DNAを含むゲル断片を切り出し、ポリアミンを含むバッファー中でアガラーゼでゲルを消化し、BAC DNA溶液を調製することにより、巨大BAC DNAを損傷することなく単離できることが確認された。DNA溶液を約1.3-5ng/mlの濃度に調製し、受精卵に注入することにより、結果として効率良くトランスジェニックマウスを作製できた。165kbの断片を含むBAC9はqkの全長を含むと思われるが、これを導入したトランスジェニックマウスを作製し、これとqk破壊マウスを交配し、qk(-/-)であってもBACトランスジーンを持っていると振戦がレスキューされることが分かった。また、T遺伝子を含むBAC導入により、Tミュータントの表現系をレスキューできることが分かった。以上から、BACトランスジェニックマウスの方法が、レスキュー実験やBAC DNA断片に目的の遺伝子が含まれているかどうかの判定に威力を発揮することが明かとなった。

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  • IL-2受容体γ鎖変異による伴性重症複合免疫不全症の発症機構に関する研究

    研究課題/領域番号:06404025  1994年 - 1996年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    菅村 和夫, 笠井 憲雪, 今野 多助, 浅尾 裕信, 大保 和之

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    配分額:32900000円 ( 直接経費:32900000円 )

    X連鎖(伴性)重症複合免疫不全症(XSCID)はサイトカイン共通受容体γc鎖遺伝子の変異に因るT細胞初期発生障害が原因である。本研究では、γc鎖を共有するIL-2,IL-4,IL-7,IL-9の各サイトカイン受容体のα鎖あるいはβ鎖にはJak1チロシンキナーゼが、またγc鎖にはJak3チロシンキナーゼが会合していること、さらに、JAK1の会合にはIL-2受容体β鎖および上記各サイトカイン受容体のα鎖の細胞内領域に共通に存在するbox1領域が必須であることを明らかにした。しかし、Jak1の会合ならびに活性化はIL-2による細胞増殖シグナル伝達には必須ではなく、Jak3の活性化が重要であることが分かった。さらに、Jak3に会合し、細胞増殖やc-myc発現誘導に関わる新規シグナル伝達アダプター分子“STAM"を同定単離した。STAM分子内には機能内に重要と考えられるSH3ドメインとITAM(Immunoreceptor Tyrosine-based activation Motif)領域を有することが分かった。他方、XSCIDモデルマウスとして、γc鎖変異マウスを作出した.これらγc鎖変異マウスはXSCIDモデル動物として、遺伝子治療に向けた基礎研究に有用となるものと期待される。

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  • ジーンターゲッティングによるXSCIDモデルマウスの作出

    研究課題/領域番号:06770237  1994年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  奨励研究(A)

    大保 和之

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    配分額:900000円 ( 直接経費:900000円 )

    1.相同染色体組換え
    昨年度までに作製したマウスインターロイキン2受容体γ鎖のターゲッティングベクターを、ES細胞株、E14-1細胞及びCCE細胞にそれぞれ導入し、サザンブロット法でスクリーニングして、相同染色体組換えを起こしたクローンを得た。これら、クローンよりキメラマウスを作出し、さらにC57BL/6マウスとの交配により得られたマウスをスクリーニングし、組換え体が次世代に伝わっていることを確認した。
    2.表現型の解析
    C57BL/6マウスと継代交配することによりγ鎖のノックアウトマウスを得た。ノックアウトマウスは、胎児致死することなく発育する。表現型を検索した結果、胸腺はとくに皮質が萎縮しており、細胞数は8週令で正常マウスの50分の1であった。特に、CD4+CD8+T細胞、及びCD4-CD8+T細胞が著名に減少していた。CD4+CD8-T細胞は減少しているものの比較的保たれていた。脾臓は正常の大きさであったが、白脾臓の構造がくずれており脾臓内のsIgM陽性B細胞は著名に減少していた。表面抗原の解析からProB細胞からPreB細胞への分化の阻害が認められた。マクロファージは増加していた。骨髄の細胞数はほぼ正常で、構成細胞は脾臓と同様な傾向が認められた。興味深い点として血液幹細胞分画の増加とコロニー形成能が著名に亢進していた。
    3.今後の展開
    今回得られたノックアウトマウスに再度γ鎖を再導入しレスキュー実験を行う。導入するγ鎖には、様々な部分欠失γ鎖遺伝子を用い、再導入された部分欠失遺伝子の欠失部分と、再導入により回復するマウスの表現型をそれぞれ比較することにより、γ鎖の機能ドメインをin vivoで検討する。

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  • Tリンパ球特異的チロシンキナーゼItkの細胞増殖分化における役割

    研究課題/領域番号:06281202  1994年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  重点領域研究

    中村 正孝, 大保 和之, 竹下 敏一

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    配分額:3300000円 ( 直接経費:3300000円 )

    ItkはT細胞に特異的に発現しているチロシンキナーゼで、その機能、特にT細胞の増殖分化での役割の解明が待たれている。Itkの機能を解明するために、まず、Itkに対する抗体を樹立した。抗原として、大腸菌で産生したGSTとヒトItkN末端の融合蛋白を用い、ヒトItkに対する単クロン抗体(TUK35)を作成した。本抗体はItkを免疫沈降することができるばかりでなく、ウエスタンブロットでもItkを検出できる。どのような刺激によりItkが活性化されるか調べるために、T細胞を種々の刺激で活性した後、Itkのチロシンリン酸を検討した。抗TCR/CD3あるいはCD28抗体で刺激すると、刺激後早期にItkのチロシンリン酸化が認められた。さらに、抗体による免疫沈降物のなかにFynが含まれており、ItkとFynが細胞内で会合していることが示唆された。転写促進因子として知られるHTLV‐1Taxが、Itkの発現を転写レベルで促進することを証明した。
    機能的なIL‐2受容体は少なくともα鎖、β鎖、γ鎖の3種類のサブユニットより成る。IL‐2によるT細胞増殖に関与するチロシンキナーゼを同定するため、IL‐2受容体に含まれるチロシンキナーゼを検討した。抗β鎖抗体による免疫沈降物中にJAK1チロシンキナーゼ分子が含まれ、抗γ鎖抗体の免疫沈降物にJAK3が含まれていることを見い出した。これらの検出はIL‐2に依存しない。また、IL‐2刺激により、JAK1、JAK3ともチロシンリン酸化され、IL‐2刺激によりこれらのチロシンキナーゼが活性化されるものと考えられる。さらに、β鎖、γ鎖のサブユニットの変異体を用いた実験から、JAK1との会合、活性化にはβ鎖のセリン領域が、JAK3との会合、活性化にはγ鎖のSH2様領域が必要であることも明らかにした。

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