image: Normally, a protein called BMP is used to produce germ cells, but in this study, they used externally introduced genes instead of BMP to identify genes that are important for producing primordial germ cells.
Credit: Toshihiro Kobayashi
研究グループは、自身らが以前に開発したラット ES 細胞 (※1) から試験管内で始原生殖細胞を作る方法 (引用文献) を利用して、始原生殖細胞作製に重要な遺伝子を検証しました。
これまでの研究で、ラットと同じ齧歯類であるマウス (※2) では、遺伝子のみで始原生殖細胞を作るために２種類の方法が主に知られています。１つは、Tbxtという遺伝子を使う方法で、もう一つは、Prdm14, Blimp1, Ap2γという３つの遺伝子を使う方法です。まず、研究グループは、この２種類の方法が、ラットの始原生殖細胞を作る際にも同様に働くかを検証しました。
その結果、Tbxt という遺伝子を使う方法では、マウスでの報告と同じように始原生殖細胞を作れましたが、Prdm14, Blimp1, Ap2γ という３つの遺伝子を使う方法ではラットの始原生殖細胞を作ることはできませんでした。そこで詳細を調べたところ、Etv4 という遺伝子の活性化が必要であることを突き止め、3つの遺伝子に加えてEtv4 という遺伝子をあわせて使うことで、遺伝子だけでラットの始原生殖細胞の作製に成功しました (イメージ)。上記の遺伝子を使って作られた始原生殖細胞は、生殖細胞を作れないラットの精巣に移植すると精子を作ることができ、作られた精子で顕微授精 (※3) をすると正常な赤ちゃんラットを生ませることができました。このことから遺伝子を用いることで、通常の身体の中で作られる始原生殖細胞と遜色ないものが作れることがわかります。
今回の研究ではラットの始原生殖細胞を作るのに必要な遺伝子を明らかにできました。また加えて、マウスで明らかにされてきたことをラットでも検証することで今まで発見されてこなかった新たな知見が得られることがわかりました。このような研究を丁寧に重ねていくことで、将来的には不妊症の原因解明や、試験管内で生殖細胞を作り動物の繁殖や生殖医療に利用するといった新しい技術の開発に繋がると期待されます。
(用語解説)
※1 ES 細胞: 受精卵から作ることのできる身体のあらゆる細胞になれる細胞です。試験管の中で無限に増えることができます。
※2 マウスとラット: マウスはハツカネズミ、ラットはドブネズミでどちらも同じ齧歯類です。ラットの方が 10倍ほど大きく賢いことから、外科学あるいは脳科学・生理学研究に適しているという利点があります。
※3 顕微授精: 細いガラスの針を使って精子を直接卵子の中に入れ受精させる方法で、不妊治療の現場でも使われています。
(引用文献)
Oikawa, M., Kobayashi, H., Sanbo, M., Mizuno, N., Iwatsuki, K., Takashima, T., Yamauchi, K., Yoshida, F., Yamamoto, T., Shinohara, T., et al. (2022). Functional primordial germ cell-like cells from pluripotent stem cells in rats. Science. 376, 176-179.
Journal
Stem Cell Reports
Method of Research
Experimental study
Subject of Research
Animals
Article Title
Transcription factor-mediated germ cell induction in rats reveals ETV4 cooperates with germline specifiers
Article Publication Date
12-Aug-2025