JP2002065261A - How to get germ cells - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ES細胞から生殖細胞の分化を検出可能にし、
培養下に分化した生殖細胞を選別精製して、ES細胞由来
の生殖細胞から精子形成を実現すること。
【解決手段】 Vasa遺伝子またはそのホモログ遺伝子発
現の制御下に置かれるようにマーカー遺伝子を導入した
ES細胞株を、生殖細胞分化促進因子の存在下で培養し、
マーカー遺伝子の発現を指標として生殖細胞分化能を有
する細胞を選択することを特徴とする、生殖細胞の取得
方法。
(57) [Summary] [Problem] To enable the detection of germ cell differentiation from ES cells,
Germ cells differentiated in culture are selected and purified to achieve spermatogenesis from germ cells derived from ES cells. SOLUTION: A marker gene is introduced so as to be controlled under the expression of a Vasa gene or its homolog gene.
Culturing the ES cell line in the presence of a germ cell differentiation promoting factor,
A method for obtaining germ cells, which comprises selecting cells having germ cell differentiation ability using the expression of a marker gene as an index.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、生殖細胞の取得方
法およびその利用法に関する。より詳細には、本発明
は、Vasa遺伝子またはそのホモログ遺伝子発現の制御下
に置かれるようにマーカー遺伝子を導入したES細胞株
を、生殖細胞分化促進因子の存在下で培養することを含
む生殖細胞の取得方法、およびその利用法に関する。[0001] The present invention relates to a method for obtaining germ cells and a method for using the same. More specifically, the present invention relates to a germ cell comprising culturing an ES cell line into which a marker gene has been introduced so as to be placed under the control of the expression of a Vasa gene or a homolog gene thereof, in the presence of a germ cell differentiation promoting factor. And how to use it.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の遺伝子改変動物の作成法は、受精
卵やES細胞を対象とした遺伝子操作を基盤としており、
遺伝子導入細胞に由来する子孫個体を得るには、仮母親
への移植操作の効率や導入遺伝子の配偶子形成への伝達
効率が遺伝子改変動物作成の効率や作業期間の大きな律
速点となっている。また、これらの手法は、主にES細胞
株が樹立され、且つ世代期間の短い実験動物(マウス)
に有効な方法であり、受精卵採取が困難であったり、世
代期間の長い多くの家畜動物には実用的手法とは言い難
い。また、現在、注目されている体細胞核移植によるク
ローン動物の作成に関しても、受精卵以降の胚操作過程
は共通していることから、この問題は避けて通ることが
できない課題である。2. Description of the Related Art Conventional methods for producing genetically modified animals are based on genetic manipulation of fertilized eggs and ES cells.
In order to obtain offspring derived from transgenic cells, the efficiency of transplantation to the foster mother and the efficiency of transfer of the transgene to gamete formation are the major rate-limiting factors for the efficiency of genetically modified animals and the work period. . In addition, these methods are mainly used for experimental animals (mouse) in which an ES cell line is established and the generation period is short.
It is difficult to collect fertilized eggs or is not a practical method for many livestock animals with a long generation period. Also, regarding the creation of cloned animals by somatic cell nuclear transfer, which is currently attracting attention, since the embryo manipulation process after fertilized eggs is common, this problem is an unavoidable problem.
【0003】一方、高等動物の雄性配偶子である精子産
生は、自己再生能を持つ造精幹細胞の周期的分化によっ
て担われ、その産生は個体の全生涯にわたって継続され
る。この発生学的特質に基づいて、精子細胞もしくはそ
の核を用いた人工授精技術や精子の凍結保存技術など、
生体の精子形成細胞から子孫個体を得る生殖工学技術は
急速に発達し、現在これらの技術は既存のものとなりつ
つある。[0003] On the other hand, the production of spermatozoa, the male gametes of higher animals, is carried out by the periodic differentiation of spermatopoietic stem cells capable of self-renewal, and the production is continued throughout the life of the individual. Based on this embryological characteristic, such as artificial insemination technology using sperm cells or their nuclei and cryopreservation technology for sperm,
Reproductive engineering techniques for obtaining progeny individuals from living spermatogenic cells are developing rapidly, and these techniques are now existing.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述のように現行の遺
伝子改変動物の作成では、受精卵もしくは胚盤胞期胚の
生体移植操作が不可欠であり、その胚体において遺伝子
操作細胞が如何に生殖細胞系譜に入るか、即ち精子形成
に寄与するかが大きな鍵となる。この場合、いかなる形
においても精子形成過程までの進行を達成すれば、精子
細胞を用いた生殖工学技術によって遺伝子改変個体の獲
得は可能である。そのため、本発明では、生殖細胞への
分化過程を培養下に進行させること、次いで遺伝子操作
細胞由来の生殖細胞を精製することによって確実に精子
形成への寄与が期待できるシステムを確立することを解
決すべき課題とした。この課題を実現するためには、克
服すべき問題が2つある。As described above, in the production of current genetically modified animals, the operation of living transplantation of a fertilized egg or a blastocyst stage embryo is indispensable. Whether entering the cell lineage, that is, contributing to spermatogenesis, is a key. In this case, if the progress up to the spermatogenesis process is achieved in any form, a genetically modified individual can be obtained by reproductive engineering using sperm cells. Therefore, the present invention solves the problem of advancing the process of differentiation into germ cells in culture, and then establishing a system that can reliably contribute to spermatogenesis by purifying germ cells derived from genetically engineered cells. It should be a task to be done. To achieve this task, there are two issues that need to be overcome.
【0005】一つは、全能性細胞、具体的にはES細胞か
ら生殖細胞の分化を検出可能にすることであり、もう一
つは培養下に分化した生殖細胞を選別精製して、ES細胞
由来の生殖細胞から精子形成を実現することである。前
者については、これまで一般に生殖細胞の前駆体である
始原生殖細胞を識別するのに用いられてきたOct3/4,SSE
A-1抗原及びアルカリフォスファターゼ染色陽性による
検出法が、ES細胞をはじめとする全能性細胞についても
共通の形質であることから、ES細胞から始原生殖細胞へ
の分化を識別する手段とならないことがin vitro生殖細
胞分化誘導系の開発を阻む大きな原因となっていた。One is to make it possible to detect the differentiation of germ cells from totipotent cells, specifically, ES cells. The other is to select and purify the differentiated germ cells in culture to obtain ES cells. To achieve spermatogenesis from germ cells of origin. For the former, Oct3 / 4, SSE, which has been used to identify primordial germ cells, which are generally germ cell precursors
Since the detection method based on A-1 antigen and alkaline phosphatase staining positive is a common trait for totipotent cells including ES cells, it may not be a means to distinguish the differentiation of ES cells into primordial germ cells. It was a major factor that hindered the development of a germ cell differentiation induction system in vitro.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】ES細胞を浮遊培養するこ
とによって形成される胚様体は、培養後3〜5日目以降
に胚体外外胚葉細胞とともに内・中・外胚葉の胚体細胞
の分化が見られる。同様の胚様体培養において生殖細胞
の分化が起こっていることは、生殖細胞特異的遺伝子Mv
h(mouse vasa homolog)の発現(Fujuwara et al., PNA
S, 91, 12258-12262, 1994; Toyooka et al., Mech. De
v., 93, 139-149, 2000)をlacZ及びGFP遺伝子のマーカ
ー遺伝子発現によって可視化することによって検出可能
となった。培養後5日目の胚様体においてマーカー陽
性、即ちMvh発現陽性の生殖細胞は全体の約0.1〜0.3%
の頻度で出現する。The embryoid body formed by suspending and culturing ES cells is composed of embryonic somatic cells of endo-, meso- and ectoderm together with extraembryonic ectoderm cells from 3 to 5 days after culture. Differentiation is seen. The germ cell differentiation in the same embryoid body culture is indicated by the germ cell specific gene Mv
h (mouse vasa homolog) expression (Fujuwara et al., PNA
S, 91, 12258-12262, 1994; Toyooka et al., Mech. De
v., 93, 139-149, 2000), which were detectable by visualization by marker gene expression of the lacZ and GFP genes. Marker-positive, ie, Mvh expression-positive, germ cells in embryoid bodies 5 days after culture account for about 0.1 to 0.3% of the total
Appear at a frequency of
【0007】本発明者らの今回の研究により、TGFβス
ーパーファミリーに属する成長因子BMP4(bone morphoge
netic Protein-4)を発現する細胞をES細胞と混合培養す
る操作によって、上記の生殖細胞出現頻度は全体の約3
〜5%(約10〜20倍)増加し、しかも、その出現は培養
後1日の短期間に誘導されることが判明した。細胞選別
装置(FACS)を用いることによってマーカー陽性細胞と
して分別された生殖細胞は、胎生10.5〜13.5日目胎児生
殖巣の始原生殖細胞(PGC)を特徴づけるOct3/4, SSEA-1,
GCNA-1抗原及びアルカリフォスファターゼ陽性の特性
を示す。本発明者らの今回の実験では、2度のFACS選別
によってES細胞由来生殖細胞は90%以上に精製すること
が可能であった。[0007] The present inventors' research indicates that growth factor BMP4 (bone morphoge) belonging to the TGFβ superfamily.
By mixing and culturing cells expressing netic protein-4) with ES cells, the frequency of germ cells mentioned above is about 3
55% (approximately 10-20 fold), and its appearance was found to be induced within a short period of one day after culture. Germ cells sorted as marker-positive cells by using a cell sorter (FACS) were Oct3 / 4, SSEA-1, which characterize fetal gonad primordial germ cells (PGC) at day 10.5-13.5.
[Fig. 4] Fig. 4 shows characteristics of positive for GCNA-1 antigen and alkaline phosphatase. In the present experiment of the present inventors, it was possible to purify ES cell-derived germ cells to 90% or more by two FACS sorts.
【0008】このES細胞由来生殖細胞が正常な精子形成
能を持つことは、生体精巣への移植操作によって検定さ
れた。胎児生殖巣由来細胞と混合とした細胞凝集塊を精
巣皮膜下に移植した場合、12.5日胚始原生殖細胞と同様
に移植塊内に精子形成が観察でき、上記移植法によって
ES細胞由来の精子が作成可能であった。[0008] The ability of the ES cell-derived germ cells to have a normal spermatogenesis ability was tested by an operation of transplantation into living testes. When cell aggregates mixed with fetal gonad-derived cells were transplanted under the testis capsule, spermatogenesis could be observed in the transplanted mass in the same manner as 12.5 day embryonic primordial germ cells.
ES cell-derived sperm could be prepared.
【0009】これらの結果は、上述の一連の操作が遺伝
子改変操作を施したES細胞からキメラ動物の作成作業を
経ることなく、極めて短時間かつ確実にES細胞由来の精
子を獲得する優れた技術を提供できることを意味する。
また、ES細胞からin vitro分化誘導される生殖細胞が正
常の発生能を示したことは、この分化誘導系がES細胞の
全能性検定および生殖細胞成立に対する化学物質の撹乱
作用検定系に利用できることを示している。本発明はこ
れらの知見に基づいて完成したものである。[0009] These results indicate that the above-mentioned series of operations is an excellent technique for obtaining ES cell-derived spermatozoa in an extremely short time and reliably without going through a process of producing chimeric animals from ES cells subjected to genetic modification. Can be provided.
In addition, the fact that germ cells induced to differentiate in vitro from ES cells showed normal developmental ability means that this differentiation induction system can be used for a totipotency assay of ES cells and a system for assaying the disruption of chemical substances on germ cell establishment. Is shown. The present invention has been completed based on these findings.
【0010】即ち、本発明の第1の態様によれば、Vasa
遺伝子またはそのホモログ遺伝子発現の制御下に置かれ
るようにマーカー遺伝子を導入したES細胞株を、生殖細
胞分化促進因子の存在下で培養し、マーカー遺伝子の発
現を指標として生殖細胞分化能を有する細胞を選択する
ことを特徴とする、生殖細胞の取得方法が提供される。
好ましくは、ES細胞株に導入するマーカー遺伝子は、GF
P、BFB、YFP、あるいはlacZ遺伝子である。好ましく
は、相同組換えによりマーカー遺伝子はES細胞株へ導入
される。好ましくは、ES細胞株は哺乳類又は鳥類由来の
細胞株である。好ましくは、分化促進因子はBMP4であ
る。That is, according to the first aspect of the present invention, Vasa
An ES cell line into which a marker gene has been introduced so that it is placed under the control of the gene or its homolog gene, is cultured in the presence of a germ cell differentiation promoting factor, and cells having germ cell differentiation ability using the marker gene expression as an index. And a method for obtaining a germ cell.
Preferably, the marker gene to be introduced into the ES cell line is GF
P, BFB, YFP, or lacZ gene. Preferably, the marker gene is introduced into the ES cell line by homologous recombination. Preferably, the ES cell line is a cell line derived from a mammal or bird. Preferably, the differentiation promoting factor is BMP4.
【0011】本発明の第2の態様によれば、生殖細胞分
化促進因子をコードする遺伝子を導入した細胞と、Vasa
遺伝子またはそのホモログ遺伝子発現の制御下に置かれ
るようにマーカー遺伝子を導入したES細胞株とを共培養
し、マーカー遺伝子の発現を指標として生殖細胞分化能
を有する細胞を選択することを特徴とする、生殖細胞の
取得方法が提供される。好ましくは、生殖細胞分化促進
因子をコードする遺伝子は、BMP4をコードする遺伝子で
ある。According to a second aspect of the present invention, a cell into which a gene encoding a germ cell differentiation promoting factor has been introduced,
Co-culture with an ES cell line into which a marker gene has been introduced so as to be under the control of the gene or its homolog gene expression, and selecting cells having germ cell differentiation ability using the marker gene expression as an index And a method for obtaining a germ cell. Preferably, the gene encoding a germ cell differentiation promoting factor is a gene encoding BMP4.
【0012】本発明の第3の態様によれば、Vasa遺伝子
またはそのホモログ遺伝子発現の制御下に置かれるよう
にマーカー遺伝子を導入したES細胞株を被験物質の存在
下で培養し、該マーカー遺伝子の発現を誘起する被験物
質を選択することを特徴とする、生殖細胞分化促進因子
のスクリーニング方法が提供される。本発明の第4の態
様によれば、本発明の第3の態様である生殖細胞分化促
進因子のスクリーニング方法により得られる生殖細胞分
化促進因子が提供される。According to a third aspect of the present invention, an ES cell line into which a marker gene has been introduced so as to be under the control of the expression of the Vasa gene or its homolog gene is cultured in the presence of a test substance, and And a method for screening for a germ cell differentiation promoting factor, which comprises selecting a test substance that induces expression of germ cells. According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a germ cell differentiation promoting factor obtained by the method for screening a germ cell differentiation promoting factor according to the third aspect of the present invention.
【0013】本発明の第5の態様によれば、本発明の第
1の態様である生殖細胞の取得方法により取得された生
殖細胞を培養し、得られた細胞凝集塊を成体雄の精巣被
膜下に移植し、形成された精細管構造を呈する細胞塊か
ら細胞を取得することを特徴とするES細胞由来の精子の
取得方法が提供される。好ましくは、生殖細胞の培養
は、胎児雄性生殖巣由来細胞と共培養する方法である。According to a fifth aspect of the present invention, a germ cell obtained by the method for obtaining a germ cell according to the first aspect of the present invention is cultured, and the obtained cell aggregate is subjected to adult male testicular capsule. There is provided a method for obtaining ES cell-derived spermatozoa, which comprises obtaining cells from a cell mass exhibiting a formed seminiferous tubule structure, which is transplanted below. Preferably, the germ cell culture is a method of co-culturing with cells derived from fetal male gonads.
【0014】本発明の第6の態様によれば、本発明の第
5の態様であるES細胞由来の精子の取得方法により取得
される精子が提供される。本発明の第7の態様によれ
ば、Vasa遺伝子またはそのホモログ遺伝子発現の制御下
に置かれるようにマーカー遺伝子を導入したES細胞株に
外来遺伝子を導入することにより得られる組換え細胞株
をES細胞株として用いて、本発明の第1の態様である生
殖細胞の取得方法を行うことを特徴とする、遺伝子組換
え生殖細胞の取得方法が提供される。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a sperm obtained by the method for obtaining an ES cell-derived sperm according to the fifth aspect of the present invention. According to a seventh aspect of the present invention, a recombinant cell line obtained by introducing a foreign gene into an ES cell line into which a marker gene has been introduced so as to be placed under the control of the expression of the Vasa gene or its homolog gene is transformed into an ES cell line. A method for obtaining a genetically modified germ cell is provided, wherein the method for obtaining a germ cell according to the first aspect of the present invention is performed using the cell line as a cell line.
【0015】本発明の第8の態様によれば、本発明の第
7の態様である遺伝子組換え生殖細胞の取得方法により
取得される遺伝子組換え生殖細胞株を用いて、本発明の
第5の態様である精子の取得方法を行うことを特徴とす
る、遺伝子組換え精子の取得方法が提供される。本発明
の第9の態様によれば、本発明の第8の態様である遺伝
子組換え精子の取得方法により得られる遺伝子組換え精
子が提供される。According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the fifth aspect of the present invention, wherein the recombinant germ cell strain obtained by the method for obtaining a genetically modified germ cell according to the seventh aspect of the present invention is used. A method for obtaining a genetically modified sperm, characterized by performing the method for obtaining a sperm according to the above aspect, is provided. According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a genetically modified sperm obtained by the method for obtaining a genetically modified sperm according to the eighth aspect of the present invention.
【0016】本発明の第10の態様によれば、本発明の
第5又は第8の態様である精子の取得方法により得られ
る精子を用いて、顕微受精によりES細胞由来の個体を作
成する方法が提供される。According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a method for producing an ES cell-derived individual by microinsemination using sperm obtained by the method for obtaining sperm according to the fifth or eighth aspect of the present invention. Is provided.
【0017】本発明の第11の態様によれば、Vasa遺伝
子またはそのホモログ遺伝子発現の制御下に置かれるよ
うにマーカー遺伝子を導入したES細胞株を被験物質の存
在下で培養し、マーカー遺伝子の発現が誘起されている
細胞数を指標として、生殖細胞への毒性を有する物質を
検定することを特徴とする生殖細胞への毒性試験方法が
提供される。According to an eleventh aspect of the present invention, an ES cell line into which a marker gene has been introduced so as to be under the control of the expression of the Vasa gene or its homolog gene is cultured in the presence of a test substance, and A method for testing toxicity to germ cells is provided, which comprises assaying a substance having toxicity to germ cells using the number of cells in which expression is induced as an index.
【0018】本発明の第12の態様によれば、Vasa遺伝
子またはそのホモログ遺伝子発現の制御下に置かれるよ
うにマーカー遺伝子を導入したES細胞株を、生殖細胞分
化促進因子と被験物質の存在下で培養し、マーカー遺伝
子発現が誘起されている細胞数を指標として、生殖細胞
への毒性を有する物質を検定することを特徴とする、生
殖細胞への毒性試験方法が提供される。According to a twelfth aspect of the present invention, an ES cell line into which a marker gene has been introduced so as to be placed under the control of the expression of the Vasa gene or a homolog gene thereof is transformed into an ES cell line in the presence of a germ cell differentiation promoting factor and a test substance. Germ cell toxicity test method using the number of cells in which expression of the marker gene has been induced as an index.
【0019】本発明の第13の態様によれば、Vasa遺伝
子またはそのホモログ遺伝子発現の制御下に置かれるよ
うにマーカー遺伝子を導入したES細胞株を被験物質の存
在下でBMP4遺伝子導入細胞株と共に培養し、マーカー遺
伝子発現が誘起されている細胞数を指標として、生殖細
胞への毒性を有する物質を検定することを特徴とする、
生殖細胞への毒性試験方法が提供される。According to a thirteenth aspect of the present invention, an ES cell line into which a marker gene has been introduced so as to be placed under the control of the expression of the Vasa gene or a homolog gene thereof, together with a BMP4 gene-introduced cell line in the presence of a test substance. Cultured, using the number of cells in which marker gene expression has been induced as an index, characterized by assaying for a substance having toxicity to germ cells,
Methods for testing germ cell toxicity are provided.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施方法および実
施態様について詳細に説明する。ES細胞から始原生殖細
胞への分化を識別するには、ES細胞には発現せず、分化
した生殖細胞に特異的に発現する形質を指標にする必要
がある。生殖細胞特異的遺伝子Mvh(mouse vasa homolo
g)は、生殖巣内に定住した後期始原生殖細胞に特異的で
あり、それ以前の未分化初期胚細胞やES細胞には発現が
認められないこと(Fujuwara et al., 1994; Toyooka e
t al., 2000)から、本発明ではVasa遺伝子またはその
ホモログ遺伝子発現を生殖細胞の分化指標として用いる
こととした。但し、ES細胞の浮遊培養で形成される胚様
体では、生体内と同様に三胚葉を含む様々な細胞種の分
化が起こり、生殖細胞の出現頻度は極めて少ないと考え
られる。そのため、従来の分子遺伝学的検出法や免疫組
織学的染色法では正確な識別ができないことが予想され
た。本発明では、この問題を克服する手段として、Vasa
遺伝子またはそのホモログ遺伝子発現をGFP(発光クラ
ゲの緑色蛍光蛋白質)およびlacZ(バクテリア由来のガ
ラクトシダーゼ酵素;発色基質によって青色呈色或いは
発光基質によって蛍光発色が可能となる)遺伝子などの
マーカー遺伝子の発現に置き換える遺伝子改変操作を施
し、Vasa遺伝子またはそのホモログ遺伝子発現の制御下
に置かれるように上記マーカー遺伝子を導入したES細胞
株を作製した。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a method and an embodiment of the present invention will be described in detail. In order to discriminate differentiation from ES cells into primordial germ cells, it is necessary to use, as an index, a trait that is not expressed in ES cells but is specifically expressed in differentiated germ cells. Germ cell specific gene Mvh (mouse vasa homolo
g) is specific for late primordial germ cells settled in the gonads and is not expressed in undifferentiated early embryonic cells or ES cells before that (Fujuwara et al., 1994; Toyooka e
t al., 2000), the present invention uses the expression of the Vasa gene or its homolog gene as an indicator of germ cell differentiation. However, in embryoid bodies formed by suspension culture of ES cells, differentiation of various cell types including three germ layers occurs similarly to in vivo, and the frequency of germ cells is considered to be extremely low. For this reason, it was expected that conventional molecular genetic detection methods and immunohistological staining methods would not allow accurate identification. In the present invention, as a means to overcome this problem, Vasa
Expression of the gene or its homologue gene to the expression of marker genes such as GFP (green jellyfish green fluorescent protein) and lacZ (bacterial galactosidase enzyme; a chromogenic substrate enables blue coloration or a luminescent substrate to enable fluorescent coloring) genes An ES cell line into which the above marker gene was introduced so as to be placed under the control of the expression of the Vasa gene or its homolog gene was prepared by performing a genetic modification operation for replacement.
【0021】より具体的にはGFPおよびlacZ遺伝子を相
同組換えによってMvh遺伝子座にknock-in(挿入)したES
細胞クローンを樹立し(図1参照)、Mvh遺伝子発現をl
acZ(GFP)発現によって可視化する方策を取った。これ
により、分化した生殖細胞を固定標本とすることなく、
生きたまま高感度に検出する手段となると同時に、分化
した生殖細胞を他の細胞種から分別精製することが可能
になる。More specifically, ES obtained by knock-in (inserting) the GFP and lacZ genes into the Mvh locus by homologous recombination.
Cell clones were established (see FIG. 1) and Mvh gene expression was
A measure was taken to visualize by acZ (GFP) expression. As a result, without using differentiated germ cells as fixed specimens,
As a means of highly sensitive detection while alive, differentiated germ cells can be fractionated and purified from other cell types.
【0022】次に、より多くの生殖細胞を獲得するた
め、培養分化誘導系の優位点を生かして、生殖細胞の分
化促進条件を検討した。生体内では始原生殖細胞は胚体
外組織(胎盤前駆組織)からの局所的な分化誘導作用を
受けて分化すると推定されている。さらに、ノックアウ
トマウス解析から、胚体外組織に発現するBMP4遺伝子の
破壊は始原生殖細胞の欠損をもたらすことが報告され
(Lawson et al., Genes &Dev., 13, 424-436, 199
9)、BMP4が生殖細胞分化促進因子となる可能性が考え
られた。本発明では、BMP4蛋白質を強制発現するベクタ
ーを遺伝子導入したBMP4発現細胞を樹立し、これをES細
胞と均等に混合した上で胚様体形成を行った場合、10倍
以上の出現頻度の増加が起こることを見出した。Next, in order to obtain more germ cells, conditions for promoting the differentiation of germ cells were examined by taking advantage of the advantages of the culture differentiation induction system. In vivo, primordial germ cells are presumed to undergo local differentiation-inducing action from extraembryonic tissues (placental progenitor tissues) to differentiate. Furthermore, knockout mouse analysis reports that disruption of the BMP4 gene expressed in extraembryonic tissues results in loss of primordial germ cells (Lawson et al., Genes & Dev., 13, 424-436, 199).
9) It was suggested that BMP4 might be a germ cell differentiation promoting factor. In the present invention, BMP4-expressing cells transfected with a vector forcibly expressing a BMP4 protein are established, and when they are uniformly mixed with ES cells to form embryoid bodies, the appearance frequency increases by 10 times or more. Found that happens.
【0023】さらに、培養下に分化した生殖細胞は細胞
選別装置(FACS)によって容易に精製することができる。
この生殖細胞が生体内始原生殖細胞と同様の発生能を持
つことを検証し、ES細胞由来の精子細胞を形成する手段
として、精製細胞に由来する細胞塊を生体精巣内に挿入
移植する方法を用いた。この手法では、移植片は宿主組
織とは分離して独自の精細管組織を構築するため、ES細
胞由来の精子細胞は宿主精子と混合することなく、容易
に分離精製することが可能となる。以下、本発明につい
てさらに詳細に説明する。Further, the germ cells differentiated in culture can be easily purified by a cell sorting apparatus (FACS).
We verified that these germ cells have the same developmental potential as primordial germ cells in vivo, and as a means of forming ES cell-derived spermatids, a method of inserting and transplanting a cell mass derived from purified cells into living testis was used. Using. In this method, the transplant is separated from the host tissue to construct a unique seminiferous tubule tissue, so that sperm cells derived from ES cells can be easily separated and purified without mixing with the host sperm. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
【0024】1. 胚葉体形成におけるVasa遺伝子または
そのホモログ遺伝子発現生殖細胞の分化 ES細胞はLIF(Leukemia Inhibitory Factor)存在下で
は未分化性を維持し、約8時間の早い分裂周期を持って
増殖するが、LIF非存在下では増殖率が低下するととも
に初期胚と同様の細胞分化を起こす。特に、浮遊培養に
よって細胞塊を形成すると胚葉体と呼ばれる内・中・外
胚葉性の複数の細胞種からなる球状組織構造が形成され
る。このES細胞のin vitro 分化において、生殖細胞系
譜の分化が起こるか否かを生殖細胞特異的Vasa遺伝子ま
たはそのホモログ遺伝子の発現で検出するシステムにつ
いては、ES細胞にVasa遺伝子またはそのホモログ遺伝子
発現の制御下に置かれるようにマーカー遺伝子を導入
し、これを適当な条件下で培養する方法が用いられる。
これらは例えば、以下の方法を用いて行うことができ
る。Vasa遺伝子またはそのホモログ遺伝子発現細胞の高
感度可視化検出を可能にするため、相同組換えによって
該遺伝子座にIRES-lacZ発現カセットおよびIRES-GFP発
現カセット等を挿入置換(ノックイン)したマーカー遺
伝子導入ES細胞株を樹立する。この可視化マーカー遺伝
子の導入により、Vasa遺伝子またはそのホモログ遺伝子
発現細胞の存在をLacZの酵素活性染色、またはGFPの蛍
光発光等により定量的に識別することができる。実際
に、GFP遺伝子によりMvh遺伝子をノックインしたES細胞
株をLIFを含まない培養液を用いて浮遊培養し、胚様体
形成を行ってGFP陽性細胞の出現を検討した結果、最も
早期には培養後3日目の胚様体において、僅かながらMvh
遺伝子発現細胞の出現が認められ、培養後5日目の胚様
体ではさらにGFP陽性細胞が増加し、全体の約1割の胚様
体にMvh遺伝子発現細胞の存在が観察された。同様に、l
acZをマーカー遺伝子として導入した場合も、Mvh発現生
殖細胞の出現はlacZノックインES細胞を用いた胚葉体形
成において観察された。このMvh発現生殖細胞の出現
は、LIF存在下(103 units/ml)で浮遊培養した場合(胚
葉体と類似の細胞塊が形成される)には検出されず、LI
F非存在下でも通常の組織培養プレートで培養した場合
(細胞塊の形成はない)には検出されないことから、そ
の出現にはLIF非存在下で細胞塊を形成することが必要
である。 1. Vasa gene in embryoid body formation or
Germ cell differentiated ES cells expressing the homolog gene maintain undifferentiation in the presence of LIF (Leukemia Inhibitory Factor) and proliferate with a fast division cycle of about 8 hours, but the growth rate decreases in the absence of LIF Cell differentiation as well as early embryos. In particular, when a cell mass is formed by suspension culture, a spherical tissue structure consisting of a plurality of endo-, meso- and ectodermal cell types called embryoid bodies is formed. For a system that detects whether or not germ lineage differentiation occurs during the in vitro differentiation of ES cells based on the expression of the germ cell-specific Vasa gene or its homolog gene, the ES cell is required to express the Vasa gene or its homolog gene expression. A method is used in which a marker gene is introduced so as to be placed under control, and this is cultured under appropriate conditions.
These can be performed, for example, using the following method. In order to enable highly sensitive visualization and detection of cells expressing the Vasa gene or its homolog gene, a marker gene-introduced ES in which an IRES-lacZ expression cassette, an IRES-GFP expression cassette, and the like have been inserted and replaced (knock-in) by homologous recombination. Establish cell line. By introducing the visualization marker gene, the presence of cells expressing the Vasa gene or a homolog gene thereof can be quantitatively identified by LacZ enzyme activity staining, GFP fluorescence emission, or the like. In fact, the ES cell line in which the Mvh gene was knocked in by the GFP gene was subjected to suspension culture using a culture solution without LIF, and embryoid body formation was performed to examine the appearance of GFP-positive cells. In the embryoid body 3 days later, a small amount of Mvh
The appearance of gene-expressing cells was observed, and the number of GFP-positive cells further increased in the embryoid bodies on day 5 after culture, and the presence of Mvh gene-expressing cells was observed in about 10% of the entire embryoid bodies. Similarly, l
Even when acZ was introduced as a marker gene, the appearance of germ cells expressing Mvh was observed in embryoid body formation using lacZ knock-in ES cells. This emergence of Mvh-expressing germ cells was not detected when suspension culture was performed in the presence of LIF (103 units / ml) (a cell mass similar to the embryoid body was formed).
Even when F is not present, it is not detected when cultured on a normal tissue culture plate (there is no formation of cell clumps), so that its appearance requires the formation of cell clumps in the absence of LIF.
【0025】本明細書で言うVasa遺伝子またはそのホモ
ログ遺伝子とは、好ましくは哺乳動物(例えば、マウ
ス、ヒト、ブタ、ウシ、ヒツジ、ラット等)のVasa遺伝
子を意味する。なお、Vasa遺伝子およびそのホモログ遺
伝子は公知であり、例えば、ラット(Komiya et al., D
ev. Biol., 162, 354-363, 1994)、ニワトリ(Tsuneka
wa et al., Development, 127, 2740-2750, 2000)、ゼ
ブラフィッシュ(Yoon et al., Development, 124, 315
7-3165, 1999)等に記載されている。As used herein, the term "Vasa gene" or a homolog gene thereof preferably means a Vasa gene of a mammal (eg, mouse, human, pig, cow, sheep, rat, etc.). In addition, the Vasa gene and its homolog gene are known, and for example, rats (Komiya et al., D
ev. Biol., 162, 354-363, 1994), chicken (Tsuneka)
wa et al., Development, 127, 2740-2750, 2000), zebrafish (Yoon et al., Development, 124, 315).
7-3165, 1999).
【0026】本明細書で言うマーカー遺伝子とは、その
発現を容易に検出または測定できる遺伝子である限りそ
の種類は特に限定されず、例えば、GFP、BFB、YFP、あ
るいはlacZ遺伝子などが挙げられる。また、マーカー遺
伝子を導入するための発現カセットには、IRES(Intern
al ribosome entry site: Jackson, R.J., et al., Tre
nds Biochem Sci., 15(12), 477-483, 1990)をマーカ
ー遺伝子の5’側に連結するようにして用いると、マー
カー遺伝子の機能発現に有利である。The type of the marker gene referred to in the present specification is not particularly limited as long as its expression can be easily detected or measured, and examples thereof include GFP, BFB, YFP and lacZ genes. Expression cassettes for introducing marker genes include IRES (Intern
al ribosome entry site: Jackson, RJ, et al., Tre
(nds Biochem Sci., 15 (12), 477-483, 1990) is advantageous for the functional expression of the marker gene when used so as to be linked to the 5 ′ side of the marker gene.
【0027】Vasa遺伝子またはそのホモログ遺伝子発現
の制御下に置かれるようにマーカー遺伝子を導入する態
様としては、(1)Vasa遺伝子またはそのホモログ遺伝
子のプロモーターの下流にマーカー遺伝子を該プロモー
ターの制御下に置かれるように導入する態様、並びに、
(2)Vasa遺伝子またはそのホモログ遺伝子のプロモー
ターを連結させたマーカー遺伝子をES細胞株に導入する
態様の2つが挙げられる。上記の第1の態様でマーカー
遺伝子を導入する場合には、該遺伝子をVasa遺伝子又は
そのホモログ遺伝子のDNA配列の間にリーディングフ
レームを合わせるように挿入してもよいし、その一部又
は全部と入れ換えて導入することもできる。導入する方
法としては、相同組換えを用いることができる。上記の
第2の態様でマーカー遺伝子を導入する場合は、Vasa遺
伝子又はそのホモログ遺伝子のプロモーターを直結させ
たマーカー遺伝子の導入部位は特に制限されない。ま
た、導入の方法もそれ自体既知の遺伝子導入法を用いて
行うことができる。これらのうち、マーカー遺伝子とそ
の5’側に連結したIRES配列よりなる発現ユニットを相
同組換えによりVasa遺伝子又はそのホモログ遺伝子の一
部と入れ換えて導入することが好ましい。As a mode of introducing a marker gene under the control of the expression of the Vasa gene or its homolog gene, (1) a marker gene is placed downstream of the promoter of the Vasa gene or its homolog gene under the control of the promoter. A mode to be introduced to be placed, and
(2) There are two embodiments in which a marker gene to which a promoter of a Vasa gene or a homolog gene thereof is linked is introduced into an ES cell line. When the marker gene is introduced in the first embodiment, the gene may be inserted so as to match the reading frame between the DNA sequences of the Vasa gene or its homologue gene, or a part or all thereof. It can be introduced interchangeably. As a method for introduction, homologous recombination can be used. In the case where a marker gene is introduced in the above-described second embodiment, the site of introduction of the marker gene directly linked to the promoter of the Vasa gene or a homolog gene thereof is not particularly limited. In addition, the gene can be introduced using a gene transfer method known per se. Of these, it is preferable to introduce an expression unit consisting of a marker gene and an IRES sequence linked to the 5 'side thereof by homologous recombination to replace the Vasa gene or a part of its homolog gene.
【0028】本発明で用いるES細胞株の種類は特に限定
されないが、哺乳類又は鳥類由来の細胞株が好ましい。
具体的には、マウス129系統雄由来E14細胞株およびこれ
に由来するE14TG2a細胞株、ヒトES細胞株H9(Thomson e
t al., Science, 282, 1145-1147, 1998)等が挙げられ
る。The type of the ES cell line used in the present invention is not particularly limited, but a cell line derived from mammals or birds is preferable.
Specifically, mouse E129 cell line derived from male strain 129, E14TG2a cell line derived therefrom, and human ES cell line H9 (Thomson e
tal., Science, 282, 1145-1147, 1998).
【0029】2. Vasa遺伝子又はそのホモログ遺伝子発
現生殖細胞の精製分取 マーカー遺伝子発現が誘導された細胞は、マーカーによ
り発せられる信号を検出することにより分離精製を行う
ことができる。信号の検出法、及び細胞の分離精製法は
それ自体既知の適当な方法を用いることができる。具体
的には例えば以下に記載するようにして行うことができ
る。ノックインES細胞胚葉体において分化誘導されたla
cZ/GFP陽性生殖細胞をセルソーター(FACS)による分離
精製を行う。lacZノックインES細胞の5日目胚様体をコ
ラゲネースにより分散し、分散細胞をlacZ酵素活性で生
体蛍光染色した後、FACSを用いて分析し、lacZ陽性細胞
を分取する。以下の実施例では、lacZ陽性分画に分取さ
れた細胞は全体の0.1〜0.3%であった。このようにして
精製されるlacZ陽性細胞はMvh抗体染色に陽性であるこ
とから、実際に内在性Mvh発現細胞であることが確認さ
れる。同時に、胎児生殖細胞の識別指標のOct3/4抗体染
色、AP染色、およびSycp3蛋白質の検出について陽性で
あることを確認することにより、既存の始原生殖細胞識
別指標のほぼ全てにおいて生殖細胞の特質を持つことを
確認できる。 2. Vasa gene or its homolog gene
The cells in which the expression of the preparative preparative marker gene of the present germ cell has been induced can be separated and purified by detecting a signal generated by the marker. As a signal detection method and a cell separation / purification method, an appropriate method known per se can be used. Specifically, for example, it can be performed as described below. La induced to differentiate in the knock-in ES cell embryoid body
cZ / GFP positive germ cells are separated and purified using a cell sorter (FACS). Day 5 embryoid bodies of lacZ knock-in ES cells are dispersed with collagenase, and the dispersed cells are subjected to biofluorescence staining with lacZ enzyme activity, and then analyzed using FACS to collect lacZ positive cells. In the following examples, cells sorted into the lacZ-positive fraction were 0.1 to 0.3% of the whole. The thus purified lacZ-positive cells are positive for Mvh antibody staining, confirming that they are actually endogenous Mvh-expressing cells. At the same time, by confirming the positiveness of Oct3 / 4 antibody staining, AP staining, and Sycp3 protein detection of the fetal germ cell identification index, almost all of the existing primordial germ cell identification indexes can be used to identify the characteristics of germ cells. We can confirm that we have.
【0030】3. 共培養による生殖細胞の分化誘導効果 本発明では、上記のES細胞を用いたin vitro分化系にお
いて、Mvh発現細胞の出現頻度を指標にして生殖細胞分
化をより効率的に促進する方法も提供される。生体内で
は、胎生6.0〜6.5日目胚において胚体外組織からエピブ
ラストに対して、何らかの生殖細胞分化誘導作用が働く
ことが推定されている。そこで予備実験として、7.5日
目胚の胚体外外胚葉を摘出し、FGF4を含む培地で長期培
養(約1ヶ月)によって増殖させた胚体外外胚葉由来初
代培養細胞とノックインES細胞を等量混合して細胞塊を
形成させる共培養を行った結果、その培養開始後1日目
において、ほとんど全ての細胞塊においてMvh発現細胞
の出現が観察され、Mvh発現細胞の頻度はES細胞単独培
養よりも遥かに高い誘導促進が認められた。これは、胚
体外外胚葉細胞に生殖細胞の分化促進作用があることを
示すとともに、in vitro培養分化系が生体内で起こる生
殖細胞分化の特性を正しく反映していることを示すもの
である。 3. Effect of Inducing Germ Cell Differentiation by Co-Culture In the present invention, in the in vitro differentiation system using ES cells described above, germ cell differentiation is more efficiently promoted using the appearance frequency of Mvh-expressing cells as an index. A method is also provided. In vivo, it is estimated that some germ cell differentiation-inducing action is exerted on epiblast from extraembryonic tissues in embryos at 6.0-6.5 days of embryo. Therefore, as a preliminary experiment, the extra-embryonic ectoderm of the 7.5-day embryo was excised, and an equal amount of primary cultured extra-embryonic ectoderm-derived cells and knock-in ES cells grown in a medium containing FGF4 by long-term culture (about 1 month) As a result of performing a co-culture to form a cell cluster, the appearance of Mvh-expressing cells was observed in almost all cell clusters on the first day after the start of the culture, and the frequency of Mvh-expressing cells was higher than that of ES cell alone culture. A much higher induction enhancement was observed. This indicates that extraembryonic ectoderm cells have a germ cell differentiation-promoting effect, and that the in vitro culture differentiation system correctly reflects the characteristics of germ cell differentiation occurring in vivo.
【0031】また、胎仔(10.5日目胚)生殖隆起体細胞
に由来するM15細胞株に、CMVプロモーターによって胚体
外外胚葉が持つ分化誘導シグナルの候補因子とされるBM
P4全長配列を発現するベクターを遺伝子導入して、BMP4
蛋白質を強制発現するM15細胞株(BMP4-M15)を作成し
た。このBMP4-M15細胞とGFPノックインES細胞を1:1混合
した混合細胞塊を検討した結果、培養開始後1日目にMvh
発現細胞の出現が観察された。なお、対照実験として行
った野生型M15細胞の共培養では、1日目にMvh発現細胞
は全く見られなかった。FACS解析によって、その出現頻
度は約3%と算定され、ES細胞単独の胚様体(5日目)の
場合の6〜10倍に相当する。また、この1回目のFACS精製
によって分取された細胞分画の80%以上はMvh発現細胞
であり、再度この陽性分画をFACS精製に掛けた分画は95
%以上の純度を示した(図3参照)。これらの結果よ
り、Vasa遺伝子またはそのホモログ遺伝子の発現の制御
下に置かれるようにマーカー遺伝子を導入したES細胞株
は、FGF、BMP4等の生殖細胞分化促進因子の存在下で培
養することにより、マーカー遺伝子陽性細胞の分化誘導
が促進できることが分かった。In addition, BM, which is a candidate factor for a differentiation-inducing signal of the extraembryonic ectoderm by the CMV promoter, is added to the M15 cell line derived from the embryonic (10.5 day embryo) germinating somatic cells.
Gene transfer of a vector expressing the full-length P4 sequence
An M15 cell line (BMP4-M15) that forcedly expressed the protein was created. As a result of examining a mixed cell mass obtained by mixing the BMP4-M15 cells and the GFP knock-in ES cells at a ratio of 1: 1, Mvh
The appearance of expressing cells was observed. In the co-culture of wild-type M15 cells performed as a control experiment, no Mvh-expressing cells were observed on the first day. According to FACS analysis, its appearance frequency was calculated to be about 3%, which is 6 to 10 times that of the embryoid body of ES cells alone (day 5). Further, 80% or more of the cell fraction collected by the first FACS purification was Mvh-expressing cells, and the fraction obtained by subjecting the positive fraction to FACS purification again was 95%.
% Or higher (see FIG. 3). From these results, ES cell lines transfected with a marker gene so that they are placed under the control of the expression of the Vasa gene or its homolog gene, by culturing in the presence of germ cell differentiation promoting factors such as FGF and BMP4, It was found that differentiation induction of marker gene positive cells could be promoted.
【0032】また、生殖細胞分化促進因子は、それをコ
ードする遺伝子を導入した細胞とVasa遺伝子またはその
ホモログ遺伝子発現の制御下に置かれるようにマーカー
遺伝子を導入したES細胞を共培養することにより供給さ
れることが好ましいことも明らかになった。導入する細
胞としては、本発明で用いるES細胞と同じ培養系におい
て培養可能であって、導入した生殖細胞分化促進因子遺
伝子が発現する細胞であればいかなるものであってもよ
いが、好ましくは中胚葉系の細胞等、さらに好ましくは
生殖隆起体細胞に由来する細胞であるM15(Rassoulzade
gan et al., Cell, 75, 997-1006, 1993)が好ましく用
いられる。生殖細胞分化促進因子をコードする遺伝子を
含む発現カセットとしては、生殖細胞分化促進因子が細
胞内で適当量発現するのに適しているものであればいか
なるものであってもよいが、例えば生殖細胞分化促進因
子をコードする遺伝子の5’側に適当なプロモーター配
列が連結したものを用いることができる。The germ cell differentiation promoting factor can be obtained by co-culturing a cell into which a gene encoding the gene has been introduced and an ES cell into which a marker gene has been introduced so as to be controlled under the expression of the Vasa gene or its homolog gene. It has also been found that it is preferred to be supplied. The cells to be introduced may be any cells as long as they can be cultured in the same culture system as the ES cells used in the present invention and express the introduced germ cell differentiation promoting factor gene. M15 (Rassoulzade), which is more preferably a cell derived from a germ progenitor cell, such as a cell of the germ layer system
gan et al., Cell, 75, 997-1006, 1993) are preferably used. The expression cassette containing the gene encoding the germ cell differentiation promoting factor may be any expression cassette as long as it is suitable for expressing the germ cell differentiation promoting factor in an appropriate amount in cells. A gene in which an appropriate promoter sequence is linked to the 5 'side of a gene encoding a differentiation promoting factor can be used.
【0033】用いられるプロモーターとしては、該発現
カセットを導入した細胞内で、生殖細胞分化促進因子を
生殖細胞分化を促進するのに十分な量発現させるような
ものであればいかなるものであってもよい。具体的に
は、例えば、CMVプロモーターが好ましく用いられる。
発現カセットの上記した細胞への導入、及び生殖細胞分
化促進因子強制発現細胞の培養については、それ自体既
知の適当な方法を用いることができる。このようにして
取得された生殖細胞分化促進因子導入細胞を、Vasa遺伝
子またはそのホモログ遺伝子発現の制御下に置かれるよ
うにマーカー遺伝子を導入したES細胞とを共培養するこ
とにより、該ES細胞の生殖細胞への分化を促進する。共
培養する場合の両細胞の割合としては、培養スケール
や、用いるプロモーターの種類によって適宜選択され
る。具体的には、生殖細胞分化促進因子導入細胞の全体
細胞数に対する割合が、1%以上であれば生殖細胞への
分化促進が誘導されるが、好ましくは、10〜50%程
度である。The promoter to be used may be any promoter as long as it can express the germ cell differentiation promoting factor in the cell into which the expression cassette has been introduced, in a sufficient amount to promote germ cell differentiation. Good. Specifically, for example, a CMV promoter is preferably used.
For the introduction of the expression cassette into the above-described cells and the culture of cells forcibly expressing the germ cell differentiation promoting factor, appropriate methods known per se can be used. The obtained germ cell differentiation-promoting factor-introduced cell is co-cultured with an ES cell into which a marker gene has been introduced so as to be placed under the control of Vasa gene or its homolog gene expression, whereby the ES cell Promotes germ cell differentiation. The ratio of both cells in the case of co-culture is appropriately selected depending on the culture scale and the type of promoter used. Specifically, when the ratio of germ cell differentiation promoting factor-introduced cells to the total number of cells is 1% or more, promotion of germ cell differentiation is induced, but preferably about 10 to 50%.
【0034】上記した生殖細胞のin vitro分化誘導条件
及び精製条件は、ノックイン操作をしたES細胞を用いて
得られたものであるが、同様にVasa遺伝子またはそのホ
モログ遺伝子発現細胞の挙動を指標にすることによって
他の遺伝子操作処理を施したES細胞或いは無処理のES細
胞についても適用が可能であると考えられる。また、Mv
h抗体染色は他の哺乳動物生殖細胞にも交叉反応するこ
と、Vasaホモログ遺伝子は種を越えて非常に保存性が高
いことから、ヒト、ブタ等の他の哺乳類ES細胞について
も適用が可能と考えられる。The conditions for inducing germ cell differentiation in vitro and the conditions for purification described above were obtained using knock-in operated ES cells. Similarly, the behavior of cells expressing the Vasa gene or its homolog gene was used as an index. By doing so, it is considered that the method can be applied to ES cells that have been subjected to another genetic manipulation treatment or untreated ES cells. Also, Mv
h Antibody staining also cross-reacts with other mammalian germ cells, and the Vasa homolog gene is highly conserved across species, so it can be applied to other mammalian ES cells such as humans and pigs. Conceivable.
【0035】4. In vitro分化したVasa遺伝子またはそ
のホモログ遺伝子発現生殖細胞に由来する精子形成 上記3で記載したようにin vitro分化誘導後にFACS精製
された生殖細胞が、生体内で発生した生殖細胞と同様の
発生能を持つが否かは、生体精巣被膜下への移植法によ
って検討することができる。生体精巣被膜下への移植
は、FACS精製したES由来細胞と胎仔(12.5日目胚)雄生
殖巣由来の分散細胞を混合し、1日間の浮遊培養によっ
て細胞凝集塊を形成させ、この凝集塊を成体雄ヌードマ
ウスの精巣被膜下に移植して生体内培養を行えばよい。
培養開始から1〜2ヶ月後、移植精巣内において移植細胞
塊は、宿主精巣とは分離した形で独自の精細管構造を形
成する。組織学的解析からその精細管内部にはES由来生
殖細胞が定着し、精子形成像が観察された。これらの結
果より、上記3で取得した生殖細胞を培養し、得られた
細胞凝集塊を成体雄の精巣被膜下に移植し、形成された
精細管構造を呈する細胞塊から細胞を取得することによ
り、ES細胞由来の精子を取得できることが明らかとなっ
た。 4. In vitro differentiated Vasa gene or its
Spermatogenesis derived from homologous gene-expressing germ cells As described in 3 above, germ cells purified by FACS after in vitro differentiation induction have the same developmental potential as germ cells generated in vivo, It can be examined by transplantation method under the testicular capsule. Transplantation under the testicular capsule is performed by mixing FACS-purified ES-derived cells with dispersed cells derived from fetal (12.5 day embryo) male gonads and forming a cell aggregate by suspension culture for 1 day. May be implanted under the testis capsule of an adult male nude mouse and cultured in vivo.
One to two months after the start of culture, the transplanted cell mass forms a unique tubule structure in the transplanted testis in a form separated from the host testis. Histological analysis showed that ES-derived germ cells had settled in the seminiferous tubules and spermatogenesis images were observed. From these results, by culturing the germ cells obtained in 3 above, transplanting the obtained cell aggregates under the testicular capsule of an adult male, and obtaining cells from the formed cell mass exhibiting a seminiferous tubule structure It was found that sperm derived from ES cells could be obtained.
【0036】また、取得した生殖細胞の培養は、胎児雄
性生殖巣由来細胞と共培養することによれば、さらに好
ましいことも分かった。取得した生殖細胞の培養法は、
それ自体既知の細胞凝集塊が形成されるような培養法で
あればいかなるものであってもよい。具体的には浮遊培
養法が好ましく用いられる。この培養の際、上記したよ
うな胎児雄性生殖巣由来細胞と共培養することが好まし
い。胎児雄性生殖巣由来の細胞としては、適当な動物の
胎児の雄性生殖巣を適当な既知の方法により分散させた
細胞を用いることができる。混合の割合は、特に制限は
ないが、胎児雄性生殖巣由来細胞が全体の細胞数に対
し、50%程度が好ましい。形成された細胞凝集塊の取
得、及び動物成体の精巣皮膜下への移植の方法は、例え
ばHashimoto N. et al., J.Exp.Zool., 253, 61-70, 19
90に記載の方法を用いることができる。移植を行う動物
としては、外来細胞の移植に適した動物、例えば、ヌー
ドマウス等が好ましく用いられる。移植を行った動物を
適当な期間飼育した後、ES細胞由来の生殖細胞により形
成された精細管構造を取得することにより、ES細胞由来
の精子を取得することができる。移植組織の精細管は閉
鎖系であり、宿主精子が混入する恐れはなく極めて高純
度に摘出することができ、上記のようにして取得した精
子を用いた精子顕微注入法による人工受精を介して産仔
を得ることが可能である。精子顕微注入法、人工受精法
および産仔の取得法については、例えば、KimuraY. et
al., Development, 121, 2397-2405, 1995に記載の方法
によることができる。It has also been found that culturing the obtained germ cells is more preferable by co-culturing with cells derived from fetal male gonads. The germ cell culture method obtained is
Any culture method may be used as long as a cell aggregate known per se is formed. Specifically, a suspension culture method is preferably used. In this culture, it is preferable to co-culture with the cells derived from fetal male gonads as described above. As a cell derived from a fetal male gonad, a cell obtained by dispersing a fetal male gonad of an appropriate animal by an appropriate known method can be used. The mixing ratio is not particularly limited, but the fetal male gonad-derived cells are preferably about 50% of the total cell number. Methods for obtaining the formed cell aggregates and transplanting the adult animal under the testicular capsule are described, for example, in Hashimoto N. et al., J. Exp. Zool., 253, 61-70, 19
The method described in 90 can be used. As the animal to be transplanted, an animal suitable for transplantation of a foreign cell, such as a nude mouse, is preferably used. After breeding the transplanted animal for an appropriate period, the sperm derived from the ES cells can be obtained by obtaining the seminiferous tubule structure formed by the germ cells derived from the ES cells. The seminiferous tubule of the transplanted tissue is a closed system and can be extracted with extremely high purity without the risk of host sperm contamination. It is possible to obtain offspring. For methods of sperm microinjection, artificial insemination, and obtaining offspring, see, for example, KimuraY. Et.
al., Development, 121, 2397-2405, 1995.
【0037】5. 生殖細胞分化促進因子のスクリーニン
グ方法 本発明はまた、Vasa遺伝子またはそのホモログ遺伝子発
現の制御下に置かれるようにマーカー遺伝子を導入した
ES細胞株を被験物質の存在下で培養し、該マーカー遺伝
子の発現を誘起する被験物質を選択することを特徴とす
る、生殖細胞分化促進因子のスクリーニング方法、並び
に該スクリーニング方法により得られる生殖細胞分化促
進因子にも関する。被験物質の種類は特には限定されな
いが、例えば、ペプチド、ポリペプチド、合成化合物
(低分子有機化合物、高分子有機化合物など)、微生物
発酵物、生物体(植物又は動物の組織、微生物、又は細
胞などを含む)からの抽出物、あるいはそれらのライブ
ラリーが挙げられる。ライブラリーとしては、合成化合
物ライブラリー(コンビナトリアルライブラリーな
ど)、ペプチドライブラリー(コンビナトリアルライブ
ラリーなど)などが挙げられる。スクリーニングの被験
物質は、天然物でも合成物でもよく、また候補となる単
一の被験物質を独立に試験しても、いくつかの候補とな
る被験物質の混合物(ライブラリーなどを含む)につい
て試験をしてもよい。また、細胞抽出物のような混合物
を分画したものについてスクリーニングを行い、分画を
重ねて、最終的にマーカー遺伝子の発現を誘起する物質
を単離することも可能である。 5. Screening of germ cell differentiation promoting factor
The present invention also introduces a marker gene to be placed under the control of Vasa gene or its homolog gene expression.
A method for screening a germ cell differentiation promoting factor, comprising culturing an ES cell line in the presence of a test substance and selecting a test substance that induces expression of the marker gene, and germ cells obtained by the screening method It also relates to differentiation promoting factors. Although the type of the test substance is not particularly limited, for example, peptides, polypeptides, synthetic compounds (such as low molecular weight organic compounds and high molecular weight organic compounds), fermented microorganisms, organisms (plant or animal tissues, microorganisms, or cells) And the like, or libraries thereof. Examples of the library include a synthetic compound library (such as a combinatorial library) and a peptide library (such as a combinatorial library). The test substance for screening may be a natural product or a synthetic substance, and a single candidate test substance may be tested independently, or a mixture of several candidate test substances (including libraries) may be tested. You may do. In addition, it is also possible to screen a fraction obtained by fractionating a mixture such as a cell extract, repeat the fractionation, and finally isolate a substance that induces the expression of a marker gene.
【0038】6. 遺伝子組換え生殖細胞及び遺伝子組換
え精子の取得方法 本発明はまた、Vasa遺伝子またはそのホモログ遺伝子発
現の制御下に置かれるようにマーカー遺伝子を導入した
ES細胞株に外来遺伝子を導入することにより得られる組
換えES細胞株を生殖細胞分化促進因子の存在下で培養
し、マーカー遺伝子の発現を指標として生殖細胞分化能
を有する細胞を選択することを特徴とする、遺伝子組換
え生殖細胞の取得方法にも関する。ES細胞株に導入する
外来遺伝子の種類は特に限定されないが、例えば、ペプ
チドホルモン、神経伝達因子、成長因子等の生理活性物
質およびワクチン等の免疫増強物質やネオマイシン耐性
因子等の薬剤耐性物質などが挙げられる。これ以外に
も、例えば機能が未知のcDNA等も導入することができ
る。このような外来遺伝子の発現のために適当なプロモ
ーター配列を該遺伝子の5’側に結合させて導入するこ
とができる。 6. Genetically modified germ cells and genetic modification
The present invention also introduces a marker gene to be placed under the control of the expression of the Vasa gene or its homolog gene.
Culturing a recombinant ES cell line obtained by introducing a foreign gene into the ES cell line in the presence of a germ cell differentiation promoting factor, and selecting cells having germ cell differentiation ability using the marker gene expression as an index. The present invention also relates to a method for obtaining a transgenic germ cell, which is a feature. The type of foreign gene to be introduced into the ES cell line is not particularly limited, and examples thereof include physiologically active substances such as peptide hormones, neurotransmitters and growth factors, and immunopotentiating substances such as vaccines and drug resistant substances such as neomycin resistance factors. No. In addition, for example, cDNA or the like whose function is unknown can also be introduced. A promoter sequence suitable for expression of such a foreign gene can be introduced by being linked to the 5 'side of the gene.
【0039】外来遺伝子の導入方法は特に限定されず、
通常の遺伝子導入法を使用できる。外来遺伝子の導入位
置も特に限定されず、目的等に応じて適宜選択できる。
外来遺伝子は、Vasa遺伝子またはそのホモログ遺伝子発
現の制御下に置かれるように導入したマーカー遺伝子の
発現に悪影響を及ぼさないように導入することが好まし
い。上記のようにして取得した遺伝子組換え生殖細胞株
を用いて、上記4.に記載したようにして遺伝子組換え精
子を取得することもできる。The method for introducing a foreign gene is not particularly limited.
Conventional gene transfer methods can be used. The introduction position of the foreign gene is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose and the like.
The foreign gene is preferably introduced so as not to adversely affect the expression of the marker gene introduced so as to be placed under the control of the expression of the Vasa gene or its homolog gene. Using the transgenic germ cell line obtained as described above, transgenic sperm can also be obtained as described in 4. above.
【0040】7. 生殖細胞への毒性試験方法 本発明はまた、Vasa遺伝子またはそのホモログ遺伝子発
現の制御下に置かれるようにマーカー遺伝子を導入した
ES細胞株を被験物質の存在下で培養し、マーカー遺伝子
の発現が誘起されている細胞数を指標として、生殖細胞
への毒性を有する物質を検定することを特徴とする生殖
細胞への毒性試験方法にも関する。ES細胞株を被験物質
の存在下で培養する際に、生殖細胞分化促進因子を存在
させてもよく、より好ましくはBMP4遺伝子導入細胞株と
共に培養する。生殖細胞への毒性を有する物質(被験物
質)の種類は特には限定されないが、例えば、ペプチ
ド、ポリペプチド、合成化合物(低分子有機化合物、高
分子有機化合物など)、微生物発酵物、生物体(植物又
は動物の組織、微生物、又は細胞などを含む)からの抽
出物、あるいはそれらのライブラリーが挙げられる。ラ
イブラリーとしては、合成化合物ライブラリー(コンビ
ナトリアルライブラリーなど)、ペプチドライブラリー
(コンビナトリアルライブラリーなど)などが挙げられ
る。被験物質は、天然物でも合成物でもよく、また候補
となる単一の被験物質を独立に試験しても、いくつかの
候補となる被験物質の混合物(ライブラリーなどを含
む)について試験をしてもよい。また、細胞抽出物のよ
うな混合物を分画したものについてスクリーニングを行
い、分画を重ねて、最終的にマーカー遺伝子の発現を誘
起する物質を単離することも可能である。より具体的に
は、内分泌撹乱物質(環境ホルモン)などを生殖細胞へ
の毒性を有する物質として本発明の毒性試験方法で評価
することができる。以下の実施例により本発明をさらに
具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限
定されるものではない。 7. Method for Testing Toxicity to Germ Cells The present invention also introduced a marker gene so as to be placed under the control of Vasa gene or its homolog gene expression.
A germ cell toxicity test comprising culturing an ES cell line in the presence of a test substance and assaying for a substance having germ cell toxicity using the number of cells in which marker gene expression is induced as an index Also about the method. When culturing the ES cell line in the presence of the test substance, a germ cell differentiation promoting factor may be present, and more preferably, the cell line is cultured with the BMP4 gene-introduced cell line. The type of the substance having a toxicity to germ cells (test substance) is not particularly limited. For example, peptides, polypeptides, synthetic compounds (low-molecular organic compounds, high-molecular organic compounds, etc.), fermented microorganisms, organisms ( (Including plant or animal tissues, microorganisms, cells, etc.), or libraries thereof. Examples of the library include a synthetic compound library (such as a combinatorial library) and a peptide library (such as a combinatorial library). The test substance may be a natural product or a synthetic product, and a single candidate test substance may be tested independently, or a mixture of several candidate test substances (including a library) may be tested. You may. In addition, it is also possible to screen a fraction obtained by fractionating a mixture such as a cell extract, and repeat the fractionation to finally isolate a substance that induces the expression of a marker gene. More specifically, an endocrine disrupting substance (environmental hormone) or the like can be evaluated as a substance having toxicity to germ cells by the toxicity test method of the present invention. The present invention will be described more specifically with reference to the following examples, but the present invention is not limited to only these examples.
【0041】[0041]
【実施例】実施例1:MvhノックインES細胞株の樹立 129/svj系統のマウスゲノムライブラリーから単離したM
vhゲノム遺伝子クローンを基に、そのファージクローン
から切り出された2.2kbのXbaI-SpeIのゲノム断片および
1.2kbのXbaI-XhoIの断片をそれぞれ3'側および5'側の相
同フランキング領域として使用し、翻訳開始点を含む第
2エキソンより3.0kb下流のゲノム領域をIRES-LacZ+pGK-
neo(ネオマイシン耐性遺伝子)またはIRES-GFP+pGK-ne
oカセットと置換するノックインベクターを作製した(図
1参照)。なお、ネガティブ選択のためのMC1DT-A(ジフ
テリア毒素)発現カセットをベクターの3'領域に付加し
た。線状化したノックインベクターをES細胞株(E14TG2
a)にエレクトロポレーションにより導入し、G418の存
在下(175μg/ml)で5〜7日間薬剤耐性による選択を行
った。G418耐性のES細胞クローン(およそ400株)か
ら、0.7 kb HindIII-XbaI および2.6 kb EcoRI-PstI
断片をそれぞれ3'側および5'側の相同組換えを検出する
プローブとしたサザンブロット解析を行い、IRES-LacZ
およびIRES-GFPのノックインベクター各々について、組
換え体ES細胞クローンを選別した。得られたES細胞クロ
ーンを用いて、以下のin vitro分化誘導系を構築した。EXAMPLES Example 1 Establishment of Mvh Knock-in ES Cell Line 129 / svj M isolated from mouse genomic library of line
Based on the vh genomic gene clone, a 2.2 kb XbaI-SpeI genomic fragment cut out from the phage clone and
The 1.2 kb XbaI-XhoI fragment was used as the 3′-side and 5′-side homologous flanking regions, respectively.
IRES-LacZ + pGK-
neo (neomycin resistance gene) or IRES-GFP + pGK-ne
o A knock-in vector to replace the cassette was prepared (Fig.
1). Note that an MC1DT-A (diphtheria toxin) expression cassette for negative selection was added to the 3 ′ region of the vector. The linearized knock-in vector was transferred to an ES cell line (E14TG2
a) was introduced by electroporation, and selection by drug resistance was performed in the presence of G418 (175 μg / ml) for 5 to 7 days. From a G418-resistant ES cell clone (about 400 strains), 0.7 kb HindIII-XbaI and 2.6 kb EcoRI-PstI
The fragment was subjected to Southern blot analysis using a probe for detecting homologous recombination on the 3 ′ side and 5 ′ side, respectively, and IRES-LacZ
A recombinant ES cell clone was selected for each of the IRES-GFP knock-in vector and the IRES-GFP knock-in vector. Using the obtained ES cell clone, the following in vitro differentiation induction system was constructed.
【0042】実施例2:胚様体形成における生殖細胞の
分化とBMP4発現支持細胞との共培養による分化誘導の促
進 ES細胞株の培養には、E14TG2細胞株用培地[グラスゴー
(Glasgow)イーグル培地 (GMEM; ギブコ社), 10% ウシ胎
児血清,100μM 非必須アミノ酸 (Gibco), 1mMピルビン
酸ナトリウム(ギブコ社), 107 units/ml Leukemia Inhi
bitory Factor(LIF; ギブコ社), 10-4Mの 2-メルカプト
エタノール]を用いて、通常はゼラチンコート処理を施
した直径6cmの培養ディッシュ中に継代培養した。支持
細胞として用いた培養細胞株、例えばマウス体細胞10.5
日目胚の生殖巣体細胞由来の細胞株であるM15細胞株の
維持、およびES細胞の胚様体形成には、DMEM(ギブコ
社),10% FCS, 100μM 非必須アミノ酸(ギブコ社), 1 mM
ピルビン酸ナトリウム (ギブコ社) を培養液として使
用した。 Example 2: Germ cell formation during embryoid body formation
Promotion of differentiation induction by co-culture with differentiation and BMP4-expressing supporting cells
For the culture of advanced ES cell lines, use the E14TG2 cell line medium [Glasgow
(Glasgow) Eagle's medium (GMEM; Gibco), 10% fetal bovine serum, 100 μM non-essential amino acid (Gibco), 1 mM sodium pyruvate (Gibco), 107 units / ml Leukemia Inhi
Using a bitory factor (LIF; Gibco), 10 -4 M 2-mercaptoethanol], the cells were subcultured into a 6 cm-diameter culture dish which was usually coated with gelatin. Cultured cell lines used as feeder cells, e.g., mouse somatic cells 10.5
DMEM (Gibco), 10% FCS, 100 μM non-essential amino acids (Gibco), for the maintenance of the M15 cell line, which is a cell line derived from the gonad somatic cells of the day embryo, and for embryoid body formation of ES cells 1 mM
Sodium pyruvate (Gibco) was used as the culture solution.
【0043】胚様体形成にはES細胞を1×105細胞/mlの
密度に懸濁し、浮遊培養用組織培養プレートで37℃, 5
%二酸化炭素濃度下で培養後、経時的にMvh発現細胞の
出現を検定した。GFPノックインES細胞の場合は、蛍光
顕微鏡下で観察し、lacZノックインES細胞の場合は、X-
gal 染色法によって、Mvh発現細胞の出現を検出した
(図2参照)。X-gal染色は、培養細胞をPBSで洗浄した
後、氷冷した固定液(1%パラホルムアルデヒド、0.2%
グルタルアルデヒド / PBS)で5分間固定を行い、氷冷
したPBSで3回洗浄を行った後、X-gal染色液 (50mg/ml X
-gal(宝酒造)、5mM K4Fe(CN)63H2O、5mM K3Fe(CN)6、
2mM MgCl2/PBS)により37℃で12〜24時間の発色反応を行
うもので、lacZ陽性細胞は青色に呈色される。For embryoid body formation, ES cells were suspended at a density of 1 × 10 5 cells / ml, and the suspension was cultured at 37 ° C., 5 ° C. on a tissue culture plate for suspension culture.
After culturing under a concentration of% carbon dioxide, the appearance of Mvh-expressing cells was examined over time. For GFP knock-in ES cells, observe under a fluorescence microscope, and for lacZ knock-in ES cells,
The appearance of Mvh-expressing cells was detected by gal staining (see FIG. 2). X-gal staining was performed using ice-cold fixative (1% paraformaldehyde, 0.2%
Fix with glutaraldehyde / PBS for 5 minutes, wash 3 times with ice-cold PBS, then add X-gal staining solution (50mg / ml X
-gal (Takara Shuzo), 5 mM K 4 Fe (CN) 6 3H 2 O, 5 mM K 3 Fe (CN) 6 ,
(2 mM MgCl 2 / PBS) to carry out a color reaction at 37 ° C. for 12 to 24 hours, and lacZ positive cells are colored blue.
【0044】BMP4を強制発現するマウス細胞の樹立に
は、CMVプロモーターとネオマイシン耐性遺伝子を持ち
任意の外来遺伝子を挿入可能な哺乳類細胞用発現ベクタ
ー(pTarget, プロメガ社)にBMP4のcDNAを挿入したBMP4
強制発現ベクターを作製した。エレクトロポレーション
法により遺伝子導入、ネオマイシン耐性による選別を行
い、BMP4強制発現ベクターを取り込んだ耐性細胞株を樹
立した。この導入BMP4遺伝子の発現は樹立株のmRNAにつ
いてBMP4特異的なRT-PCR検出を行うことで確認可能であ
る。図3では上述したM15細胞を用いているが、分化誘
導効果と宿主細胞の細胞種には特異性がないことが判明
している。ES細胞と等量のBMP4強制発現細胞を混合し、
上記と同様の胚様体形成培養を行った結果、1日の培養
条件においてMvh発現細胞の出現が検出されただけでな
く、その出現頻度もES単独の場合の10倍前後にも達し
た。In order to establish mouse cells for forcibly expressing BMP4, BMP4 cDNA was inserted into an expression vector for mammalian cells (pTarget, Promega) having a CMV promoter and a neomycin resistance gene and capable of inserting any foreign gene.
A forced expression vector was made. Gene transfer was performed by electroporation and selection was performed using neomycin resistance, and a resistant cell line incorporating the BMP4 forced expression vector was established. The expression of the introduced BMP4 gene can be confirmed by performing BMP4-specific RT-PCR detection on the mRNA of the established strain. Although the above-described M15 cells are used in FIG. 3, it has been found that the differentiation-inducing effect and the host cell type are not specific. Mix ES cells and equal amounts of BMP4 forced expression cells,
As a result of performing the embryoid body formation culture in the same manner as described above, not only the appearance of Mvh-expressing cells was detected under the culture conditions of one day, but also the appearance frequency reached about 10 times that of the case of ES alone.
【0045】実施例3:FACS装置による細胞の分析と分
画 胚様体を遠心操作により回収し、0.01%コラゲネース
(シグマ社)を含むPBS中に懸濁し、37℃で30分間の酵
素反応を行った。ピペッティング操作により胚様体の細
胞を分散した後、再び遠心操作を行ってコラゲネースを
除去した。細胞は、PBSで洗浄した後、フェノールレッ
ドを含まないDMEM +10% FCS 中に105/ml 以下の細胞密
度になるよう分散し、FACS(FACStarPLUS、日本ベクト
ン・ディッキンソン)を用いて細胞の精製および分析を
行った。細胞選別の条件設定および解析用のソフトとし
てConsort-30を使用した。lacZ発現細胞の解析の際には
lacZ 生体染色基質(Imagene green C12FDG lacZ 遺伝
子発現キット; Molecular Probes社)を用い、細胞を
固定しない状態で染色(37℃で30分)し分別した。因み
に1回の選別操作によって、およそ105細胞が陽性分画
に回収された。ここで得られた陽性分画は、以下の生殖
細胞形質の検定及び生体移植での発生能の検定に用い
た。 Example 3: Analysis and analysis of cells by FACS apparatus
The image embryoid bodies were collected by centrifugation, suspended in PBS containing 0.01% Koragenesu (Sigma), an enzymatic reaction was carried out for 30 minutes at 37 ° C.. After the cells of the embryoid body were dispersed by a pipetting operation, a centrifugation operation was performed again to remove collagenase. After washing the cells with PBS, the cells are dispersed in phenol red-free DMEM + 10% FCS to a cell density of 10 5 / ml or less, and the cells are purified using FACS (FACStarPLUS, Becton Dickinson Japan). And analysis was performed. Consort-30 was used as software for setting and analyzing cell sorting conditions. When analyzing lacZ expressing cells
Using a lacZ vital staining substrate (Imagene green C12FDG lacZ gene expression kit; Molecular Probes), the cells were stained without fixing cells (30 minutes at 37 ° C.) and sorted. Incidentally by one of the sorting operation, approximately 10 5 cells were collected in positive fraction. The positive fraction obtained here was used for the following assays of germ cell traits and assays for developmental potential in living body transplantation.
【0046】実施例4:免疫組織化学的染色による生殖
細胞形質の検定 FACSによる選別を行った細胞は4%パラホルムアルデヒ
ドによる固定とPBSによる洗浄後、サイトスピンによる
遠心操作によってスライドガラス上に接着し、ブロッキ
ング液[0.1% BSA (Bovin Serum Albumen, Sigma)/PBS-
T]にてブロッキング反応を行った後(室温、60分)、1
次抗体液と一晩(4℃)反応させた。1次抗体の希釈率は
Mvh抗体の場合は1 :1000、Oct3/4抗体およびSycp3抗体
は1 : 100で反応液を用いた。反応後、PBSで3回(15
分)洗浄し、2次抗体としてはAP(アルカリフォスファ
ターゼ)標識もしくはHRP(ペルオキシダーゼ)標識抗
ウサギIgG(Bio-Rad社)と30分反応を行った。PBSで3回
洗浄した後、抗体反応はBCIP/NBT溶液(AP標識抗体)な
らびにDAB発色液[0.05% 3,3'-diamino-benzidine, 0.0
1% H2O2/PBS]溶液(HRP標識抗体)を用いた酵素抗体法
によって検出し、封入材のEukitt(O.Kindler)を用い
て検鏡試料とした。以上の始原生殖細胞の特性である抗
原蛋白質に対する抗体染色およびAP染色について、選別
細胞は全て陽性反応を示し(図4を参照)、in vitroで
Mvh発現細胞として分化する細胞が生殖細胞であること
が確認された。 Example 4: Reproduction by immunohistochemical staining
Assay of cytoplasm The cells selected by FACS were fixed with 4% paraformaldehyde, washed with PBS, adhered to a slide glass by centrifugation using cytospin, and blocked with a blocking solution [0.1% BSA (Bovin Serum Albumen, Sigma). / PBS-
T] (at room temperature for 60 minutes)
It was allowed to react with the next antibody solution overnight (4 ° C.). Primary antibody dilution
The reaction solution was 1: 1000 for the Mvh antibody, and 1: 100 for the Oct3 / 4 antibody and Sycp3 antibody. After the reaction, 3 times with PBS (15
) And washed with an AP (alkaline phosphatase) -labeled or HRP (peroxidase) -labeled anti-rabbit IgG (Bio-Rad) as a secondary antibody for 30 minutes. After washing three times with PBS, the antibody reaction was performed using a BCIP / NBT solution (AP-labeled antibody) and a DAB coloring solution [0.05% 3,3'-diamino-benzidine, 0.0
[1% H2O2 / PBS] solution (HRP-labeled antibody) was detected by an enzyme antibody method, and used as a microscopic sample using an encapsulant Eukitt (O. Kindler). All of the sorted cells showed a positive reaction with respect to the antibody staining for the antigen protein and the AP staining, which are characteristics of the primordial germ cells (see FIG. 4).
It was confirmed that the cells that differentiated as Mvh-expressing cells were germ cells.
【0047】実施例5:凝集塊移植による精子形成能の
検定 12.5日目胎児雄生殖巣細胞を分散し、再凝集塊を形成さ
せた後、成体精巣被膜下に移植した場合、約1〜2カ月後
には移植片内で精子形成を行うことが知られている。こ
れは、12.5日目以降の胎児雄性生殖細胞が適切な培養環
境の下で造精能を獲得することを示している。そこで、
FACS精製したMvh発現細胞について同様の移植実験を行
い、その精子形成能の検定を行った。FACS精製したlacZ
ノックインES由来細胞(約105細胞)と12.5日目胎児雄
生殖巣由来の分散細胞(約105細胞)を混合し、1日間
の浮遊培養によって細胞凝集塊を形成させ、この凝集塊
を成体雄ヌードマウスの精巣被膜下に移植して生体内培
養を行った。この凝集塊培養において宿主生殖巣由来の
始原生殖細胞の生存頻度は極めて僅かであり、仮に混入
したとしてもlacZノックインES由来細胞は、そのlacZ発
現能(Mvh発現は精子細胞まで継続する)において容易
に区別することができる。移植の2ヶ月後、移植精巣内
において移植細胞塊は、独自の精細管構造を形成し、そ
の精細管内部にはES由来細胞による精子形成像が観察さ
れた(図5を参照)。対照実験として分化誘導を経ない
ES細胞を用いて同様の移植実験を行った場合には、宿主
精巣内においてES細胞の特性に由来する腫瘍が形成され
た。従って、ES細胞のin vitro培養でMvh発現細胞とし
て分化する生殖細胞は、少なくとも生体培養法を用いる
ことによって精子まで分化させることができることが判
明した。 Example 5: Evaluation of sperm formation ability by aggregate transfer
Assay 12.5 days Fetal male gonad cells are dispersed and allowed to form reagglomerates, and when transplanted under the adult testis capsule, spermatogenesis is known to occur in the graft approximately 1-2 months later. ing. This indicates that fetal male germ cells from day 12.5 onward acquire the fertility under an appropriate culture environment. Therefore,
Similar transplantation experiments were performed on FACS-purified Mvh-expressing cells, and their spermatogenesis ability was assayed. FACS purified lacZ
Knock-in ES-derived cells (approximately 10 5 cells) and dispersed cells (approximately 10 5 cells) derived from fetal male gonads at day 12.5 are mixed, and cell aggregates are formed by suspension culture for 1 day. The cells were transplanted under the testicular capsule of male nude mice and cultured in vivo. In this aggregate culture, the viability of primordial germ cells derived from host gonads is extremely low, and even if contaminated, lacZ knock-in ES-derived cells can easily express lacZ (the Mvh expression continues to sperm cells). Can be distinguished. Two months after the transplantation, the transplanted cell mass formed a unique seminiferous tubule structure in the transplanted testis, and an image of sperm formation by ES-derived cells was observed inside the seminiferous tubule (see FIG. 5). No induction of differentiation as control experiment
When similar transplantation experiments were performed using ES cells, tumors derived from the characteristics of ES cells were formed in the host testis. Therefore, it was found that germ cells that differentiate as Mvh-expressing cells in in vitro culture of ES cells can be differentiated into spermatozoa by using at least the biological culture method.
【0048】[0048]
【発明の効果】現在、遺伝子機能の解析や生殖工学を用
いた応用動物の作成は、受精卵へのDNA注入或いは全能
性ES細胞を用いた遺伝子組換えを主体としており、いず
れの場合も遺伝子操作細胞が生殖細胞に分化し、導入遺
伝形質が次世代に継代されることを基盤としている。本
発明は、受精卵やES細胞という全能性細胞から生殖細胞
をin vitroで分化誘導し、より迅速かつ直接的に遺伝子
操作細胞由来の精子を得る技術を提供するものであり、
遺伝子改変技術の効率化、簡便化に大きな寄与を果た
す。また、その簡便化と高効率化を通して遺伝子改変技
術の応用範囲を広げ、再生医療・畜産を始め幅広い基礎
研究の発展に資する。At present, the analysis of gene function and the creation of applied animals using reproductive engineering mainly involve DNA injection into fertilized eggs or genetic recombination using totipotent ES cells. It is based on the fact that engineered cells differentiate into germ cells and the transgene is passed on to the next generation. The present invention provides a technique for inducing germ cells in vitro from totipotent cells such as fertilized eggs and ES cells to obtain sperm derived from genetically engineered cells more quickly and directly,
It greatly contributes to the efficiency and simplification of genetic modification technology. In addition, through its simplicity and high efficiency, the range of application of genetic modification technology will be expanded, and it will contribute to the development of a wide range of basic research, including regenerative medicine and animal husbandry.
【0049】即ち、本発明によれば、未分化幹細胞には
発現せず、分化した生殖細胞に特異的に発現するマウス
Vasaホモログ(Mvh)遺伝子の発現を高感度に検出するこ
とができる培養細胞系が確立した。本発明は、胚性幹
(ES)細胞のin vitro胚様体形成において生殖細胞の分
化誘導を起こすこと、及びES細胞のin vitro分化誘導か
ら派生した生殖細胞を分離精製することに初めて成功し
たものである。従って、本発明には、以下のような応用
的側面が包含される。That is, according to the present invention, a mouse not specifically expressed in undifferentiated stem cells but specifically expressed in differentiated germ cells
A cultured cell line that can detect the expression of the Vasa homolog (Mvh) gene with high sensitivity has been established. The present invention has succeeded for the first time in inducing germ cell differentiation in in vitro embryoid body formation of embryonic stem (ES) cells and in isolating and purifying germ cells derived from in vitro differentiation induction of ES cells. Things. Therefore, the present invention includes the following application aspects.
【0050】1. 遺伝子機能の解析のためES細胞を対
象とした遺伝子改変操作が行われるのは、ES細胞が生殖
細胞(精子)を通して次世代個体になる性質を持つから
であり、ES細胞が持つ全能性の中で、最も欠落しやすい
特性もまた生殖細胞系譜への寄与能力である。本発明
は、このES細胞システムの根幹となる生殖細胞への分化
能を検定するうえで、優れた実験系を提供する。1. Genetic modification of ES cells is performed to analyze gene function because ES cells have the property of becoming the next generation through germ cells (sperm). And the most easily missing property is also its ability to contribute to the germline. The present invention provides an excellent experimental system for assaying the ability of the ES cell system to differentiate into germ cells.
【0051】2. 従来、ES細胞を介した遺伝子改変動
物の作成は、単離したES細胞を胚盤胞期胚に移植したキ
メラ動物の作成とそれに続くES細胞由来ヘテロ動物の作
成を経て行われる。ここで、キメラ動物においてES細胞
が精子形成にどの程度参画するかが、改変動物作成の成
否を握る重要なステップとなる。これに対して、本発明
はin virto分化系によってES細胞から生殖細胞を選別
し、さらに移植法によって直接的にES細胞由来精子を作
成する技術を提供する。これは、従来法に比べて1世代
短い期間でヘテロ動物を得ることができ、かつES細胞を
確実に生殖系譜に導入できることが優位点となる。具体
的には、生殖細胞系譜への寄与能力が極端に低下してい
るES細胞クローンからも確実に精子及びその産仔を得る
手段を提供する(図6を参照)。2. Conventionally, the production of a genetically modified animal via an ES cell is performed through the production of a chimeric animal in which the isolated ES cell is transplanted into a blastocyst stage embryo, followed by the production of a hetero animal derived from the ES cell. Here, the degree to which ES cells participate in spermatogenesis in chimeric animals is an important step to determine the success or failure of creating modified animals. In contrast, the present invention provides a technique for selecting germ cells from ES cells by an in virto differentiation system, and for directly producing ES cell-derived sperm by a transplantation method. This has the advantage that a heterozygous animal can be obtained within one generation shorter than the conventional method, and that ES cells can be reliably introduced into the reproductive lineage. Specifically, the present invention provides a means for surely obtaining spermatozoa and their offspring from ES cell clones whose contribution to the germ lineage is extremely low (see FIG. 6).
【0052】3. 上記のことは、ES細胞がマウス以外
の動物、例えば大型家畜動物や希少動物である場合、性
成熟に至る世代時間や宿主初期胚および母胎の供給は、
さらに困難を招く要因になる。よって、本発明のマウス
以外の動物種への応用はより一層大きな意義を持つこと
になる。3. The above indicates that when ES cells are animals other than mice, for example, large livestock animals and rare animals, the generation time to sexual maturation and the supply of host early embryos and mothers,
It becomes a factor that causes further difficulties. Therefore, the application of the present invention to animal species other than mice has even greater significance.
【0053】4. 本発明の主要な要素であるin vitro
培養における生殖細胞分化の確立は、生命現象の根幹
を担う生殖系譜の成立や分化についての実験モデルシス
テムとして利用できる。例えば、ヒトを含め、生殖細胞
分化に対する環境化学物質等の影響を見る評価システム
への応用が可能である。4. In vitro which is the main element of the present invention
The establishment of germ cell differentiation in culture can be used as an experimental model system for the establishment and differentiation of the reproductive lineage that is the basis of life phenomena. For example, the present invention can be applied to an evaluation system for observing the effects of environmental chemicals on germ cell differentiation, including humans.
【図1】Mvh遺伝子発現を可視化するため、相同組換え
操作によってlacZおよびGFP遺伝子をノックインしたES
細胞クローンを作成した。図1の上段は、その設計図を
模式的に示し、下段はゲノムサザン解析によって判別さ
れる2種のノックインES細胞の検定結果を示す写真であ
る。これらのクローンでは生殖細胞特異的なMvh遺伝子
発現がlacZ(クローン#417)およびGFP(クローン#3
7)遺伝子の発現として識別される。FIG. 1. ES in which lacZ and GFP genes were knocked in by homologous recombination to visualize Mvh gene expression.
Cell clones were generated. The upper part of FIG. 1 schematically shows the design diagram, and the lower part is a photograph showing the test results of two types of knock-in ES cells determined by genomic Southern analysis. Germ cell-specific Mvh gene expression was shown in these clones to be lacZ (clone # 417) and GFP (clone # 3).
7) Identified as gene expression.
【図2】図2は、胚様体形成によるMvh発現細胞の出現
を示す顕微鏡写真である。GFPノックインES細胞を使用
して胚様体形成を行い、培養後0、2,3,5日目の形態と
GFP発現(Mvh発現)細胞の出現を観察した。 培養後、3
日目以降において、一部の胚様体にGFP発現(Mvh発現)
細胞の出現が検出された。右は明視野像、左はその暗視
野蛍光像を示す。FIG. 2 is a micrograph showing the appearance of Mvh-expressing cells due to embryoid body formation. Embryoid body formation was performed using GFP knock-in ES cells, and the morphology on days 0, 2, 3, and 5 after culture
The appearance of GFP-expressing (Mvh-expressing) cells was observed. After culture, 3
GFP expression (Mvh expression) in some embryoid bodies after day
The appearance of cells was detected. The right shows a bright-field image and the left shows a dark-field fluorescent image.
【図3】図3は、BMP4強制発現細胞との共培養の効果と
FACS選別による精製を示すチャート及び顕微鏡写真であ
る。胎児期生殖隆起由来の中胚葉性細胞株M15細胞につ
いて、BMP4強制発現ベクターを導入した細胞株を樹立し
た。ES細胞クローンと親株M15を混合して凝集培養した
場合にはGFP(Mvh遺伝子発現)陽性細胞の出現は見られ
ないのに対し、BMP4発現M15細胞との混合では、わずか
1日間の培養で既にGFP陽性細胞の出現が観察され、そ
の出現頻度も約3%にまで増加した。ES細胞単独の場
合、GFP(Mvh遺伝子発現)陽性細胞の出現は見られない
のに対し(上段)、BMP4強制発現細胞との共培養の場
合、培養1日目においてMvh発現細胞が観察された(中
段)。さらに、その陽性細胞分画を再度FACS選別に掛け
ることによって高純度のMvh発現細胞が回収された。右
の染色像は、それぞれの分画の抗Mvh抗体によるMvh発現
の検定をしたもので、上段が抗体染色、下段はその明視
野像を示す。FIG. 3 shows the effect of co-culture with BMP4 forced expression cells.
It is a chart and micrograph which show the refinement | purification by FACS sorting. A cell line transfected with a BMP4 forced expression vector was established for the mesodermal cell line M15 cells derived from the embryonic genital ridge. GFP (Mvh gene expression) -positive cells were not observed when the ES cell clone was mixed with the parent strain M15 for coagulation culture, whereas when mixed with BMP4-expressing M15 cells, the cells were already cultured for only one day. The appearance of GFP-positive cells was observed, and the frequency of appearance also increased to about 3%. In the case of ES cells alone, no GFP (Mvh gene expression) -positive cells appeared (upper row), whereas in the case of co-culture with BMP4 forced expression cells, Mvh-expressing cells were observed on day 1 of culture (Middle). Further, the positive cell fraction was again subjected to FACS sorting, whereby high-purity Mvh-expressing cells were recovered. The stained images on the right show the Mvh expression of each fraction assayed by the anti-Mvh antibody. The upper part shows the antibody staining, and the lower part shows the bright field image.
【図4】図4は、FACS精製されたMvh発現細胞の特性解
析を示す顕微鏡写真である。即ち、図4は、FACSにより
培養5日目の胚葉体に出現するGFP(Mvh)発現細胞を解析
した結果を示す。分散した胚葉体細胞にPI染色を行い、
染色された細胞は死細胞として解析の対象から分別し
た。Mvh発現細胞の割合は0.3〜0.5%であった。上段6枚
は、精製された細胞を抗Mvh抗体、抗TRA98抗体, 抗Oct3
/4抗体、抗Sycp3抗体およびAP染色により染色した結果
を示す顕微鏡写真である。精製されたMvh発現細胞はこ
れらの染色について陽性であった。control像は培養1日
目の胚様体細胞を分散したものを抗Mvh抗体により染色
した結果をコントロール実験区として示している。この
場合染色性を示す細胞は観察されなかった。下段2枚
は、培養5日目の胚葉体を分散し、抗Mvh抗体(左)およ
び抗Sycp3抗体(右)にて2重染色した結果を示す顕微
鏡写真である。Mvh発現細胞とSycp3発現細胞は一致する
ことが判明した。FIG. 4 is a micrograph showing characteristic analysis of FACS-purified Mvh-expressing cells. That is, FIG. 4 shows the results of analysis of GFP (Mvh) -expressing cells appearing in the embryoid body on day 5 of culture by FACS. Perform PI staining on the dispersed embryonic somatic cells,
The stained cells were classified as dead cells from the object of analysis. The ratio of Mvh expressing cells was 0.3-0.5%. The upper six cells show purified cells as anti-Mvh antibody, anti-TRA98 antibody, anti-Oct3
4 is a micrograph showing the result of staining with a / 4 antibody, an anti-Sycp3 antibody, and AP staining. Purified Mvh expressing cells were positive for these stains. The control image shows the result of staining the dispersed embryoid body cells on day 1 of culture with an anti-Mvh antibody as a control experiment. In this case, no cells showing staining were observed. The lower two panels are micrographs showing the results of dispersing embryoid bodies on day 5 of culture and double staining with an anti-Mvh antibody (left) and an anti-Sycp3 antibody (right). Mvh-expressing cells and Sycp3-expressing cells were found to be identical.
【図5】図5は、Mvh発現細胞の生体移植によって生じ
た精子形成像を示す顕微鏡写真である。FACS精製したla
cZノックインES由来細胞と12.5日目胎児雄生殖巣由来の
分散細胞を混合した細胞凝集塊を成体精巣被膜下に移植
した結果、移植後2ヶ月目において宿主精巣内において
移植細胞塊は、独自の精細管構造を形成していた(上
段)。その精細管は、X-gal染色によって強い陽性染色細
胞で満たされ、lacZノックインES細胞に由来することが
判る。精細管内部には、lacZノックインES由来細胞によ
る精子形成像が観察された(下段)。FIG. 5 is a micrograph showing an image of sperm formation generated by living body transplantation of Mvh-expressing cells. FACS purified la
As a result of transplanting a cell aggregate obtained by mixing cZ knock-in ES-derived cells and dispersed cells derived from fetal male gonads at day 12.5 under the adult testis capsule, the transplanted cell mass within the host testis at 2 months after transplantation had its own It formed a seminiferous tubule structure (upper). The seminiferous tubules were filled with strongly positively stained cells by X-gal staining, indicating that they were derived from lacZ knock-in ES cells. Inside the seminiferous tubules, an image of sperm formation by lacZ knock-in ES-derived cells was observed (lower row).
【図6】図6は、本発明と従来法の比較を示す模式図で
ある。FIG. 6 is a schematic diagram showing a comparison between the present invention and a conventional method.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01N 33/15 C12N 15/00 A 33/50 5/00 B Fターム(参考) 2G045 BB10 BB14 BB20 BB22 BB24 BB51 CB01 CB17 FA16 FB01 FB03 4B024 AA10 AA20 BA80 CA04 DA02 EA04 GA11 HA20 4B063 QA01 QA05 QQ20 QR80 QX01 4B065 AA90X AA90Y AB01 BA02 CA46 CA60 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (reference) G01N 33/15 C12N 15/00 A 33/50 5/00 BFterm (reference) 2G045 BB10 BB14 BB20 BB22 BB24 BB51 CB01 CB17 FA16 FB01 FB03 4B024 AA10 AA20 BA80 CA04 DA02 EA04 GA11 HA20 4B063 QA01 QA05 QQ20 QR80 QX01 4B065 AA90X AA90Y AB01 BA02 CA46 CA60
Claims (19)
現の制御下に置かれるようにマーカー遺伝子を導入した
ES細胞株を、生殖細胞分化促進因子の存在下で培養し、
マーカー遺伝子の発現を指標として生殖細胞分化能を有
する細胞を選択することを特徴とする、生殖細胞の取得
方法。1. A marker gene is introduced so as to be under the control of the expression of the Vasa gene or its homolog gene.
Culturing the ES cell line in the presence of a germ cell differentiation promoting factor,
A method for obtaining germ cells, which comprises selecting cells having germ cell differentiation ability using the expression of a marker gene as an index.
GFP、BFB、YFP、あるいはlacZ遺伝子である請求項1に
記載の生殖細胞の取得方法。2. A marker gene to be introduced into an ES cell line,
2. The method for obtaining a germ cell according to claim 1, which is a GFP, BFB, YFP, or lacZ gene.
胞株へ導入する、請求項1または2に記載の生殖細胞の
取得方法。3. The method for obtaining a germ cell according to claim 1, wherein the marker gene is introduced into the ES cell line by homologous recombination.
である、請求項1から3の何れか1項に記載の生殖細胞
の取得方法。4. The method for obtaining a germ cell according to claim 1, wherein the ES cell line is a cell line derived from a mammal or a bird.
ら4の何れか1項に記載の生殖細胞の取得方法。5. The method for obtaining a germ cell according to claim 1, wherein the differentiation promoting factor is BMP4.
子を導入した細胞と、Vasa遺伝子またはそのホモログ遺
伝子発現の制御下に置かれるようにマーカー遺伝子を導
入したES細胞株とを共培養し、マーカー遺伝子の発現を
指標として生殖細胞分化能を有する細胞を選択すること
を特徴とする、生殖細胞の取得方法。6. A co-culture of cells into which a gene encoding a germ cell differentiation-enhancing factor has been introduced and an ES cell line into which a marker gene has been introduced so that the gene is placed under the control of the expression of the Vasa gene or its homolog gene. A method for obtaining germ cells, comprising selecting cells having germ cell differentiation ability using gene expression as an index.
子が、BMP4をコードする遺伝子である、請求項6に記載
の生殖細胞の取得方法。7. The method for obtaining a germ cell according to claim 6, wherein the gene encoding a germ cell differentiation promoting factor is a gene encoding BMP4.
現の制御下に置かれるようにマーカー遺伝子を導入した
ES細胞株を被験物質の存在下で培養し、該マーカー遺伝
子の発現を誘起する被験物質を選択することを特徴とす
る、生殖細胞分化促進因子のスクリーニング方法。8. A marker gene is introduced so as to be under the control of the expression of the Vasa gene or its homolog gene.
A method for screening a germ cell differentiation promoting factor, comprising culturing an ES cell line in the presence of a test substance and selecting a test substance that induces expression of the marker gene.
生殖細胞分化促進因子。9. A germ cell differentiation promoting factor obtained by the method according to claim 8.
方法により取得された生殖細胞を培養し、得られた細胞
凝集塊を成体雄の精巣被膜下に移植し、形成された精細
管構造を呈する細胞塊から細胞を取得することを特徴と
するES細胞由来の精子の取得方法。10. A germ cell obtained by the method according to any one of claims 1 to 7, and the obtained cell aggregate is transplanted under a testis capsule of an adult male to form a formed fine cell. A method for obtaining an ES cell-derived sperm, which comprises obtaining cells from a cell mass having a tubular structure.
来細胞と共培養する方法である、請求項10に記載の精
子の取得方法。11. The method for obtaining sperm according to claim 10, wherein the germ cell culture is a method of co-culturing with cells derived from fetal male gonads.
り取得される精子。A sperm obtained by the method according to claim 10 or 11.
発現の制御下に置かれるようにマーカー遺伝子を導入し
たES細胞株に外来遺伝子を導入することにより得られる
組換え細胞株をES細胞株として用いて請求項1から7の
何れかに記載の方法を行うことを特徴とする、遺伝子組
換え生殖細胞の取得方法。13. A recombinant cell line obtained by introducing a foreign gene into an ES cell line into which a marker gene has been introduced so as to be placed under the control of the expression of the Vasa gene or a homolog gene thereof, is used as the ES cell line. Item 8. A method for obtaining a genetically modified germ cell, comprising performing the method according to any one of Items 1 to 7.
細胞の取得方法により取得される遺伝子組換え生殖細胞
株を用いて、請求項10または11に記載の精子の取得
方法を行うことを特徴とする、遺伝子組換え精子の取得
方法。14. A method for obtaining spermatozoa according to claim 10 or 11, using the recombinant germ cell strain obtained by the method for obtaining germ cells according to claim 13. The method for obtaining transgenic sperm.
伝子組換え精子。15. A transgenic sperm obtained by the method according to claim 14.
法により得られる精子を用いて、顕微受精によりES細胞
由来の個体を作成する方法。16. A method for producing an ES cell-derived individual by microinsemination using sperm obtained by the method according to claim 10, 11, or 14.
発現の制御下に置かれるようにマーカー遺伝子を導入し
たES細胞株を被験物質の存在下で培養し、マーカー遺伝
子の発現が誘起されている細胞数を指標として、生殖細
胞への毒性を有する物質を検定することを特徴とする生
殖細胞への毒性試験方法。17. An ES cell line into which a marker gene has been introduced so as to be under the control of Vasa gene or its homolog gene expression, is cultured in the presence of a test substance, and the number of cells in which marker gene expression is induced is determined. A test method for toxicity to germ cells, which comprises examining a substance having toxicity to germ cells as an indicator.
発現の制御下に置かれるようにマーカー遺伝子を導入し
たES細胞株を、生殖細胞分化促進因子と被験物質の存在
下で培養し、マーカー遺伝子発現が誘起されている細胞
数を指標として、生殖細胞への毒性を有する物質を検定
することを特徴とする、生殖細胞への毒性試験方法。18. An ES cell line into which a marker gene has been introduced so as to be controlled under the expression of the Vasa gene or its homolog gene, is cultured in the presence of a germ cell differentiation promoting factor and a test substance to induce expression of the marker gene. A test method for toxicity to germ cells, comprising testing a substance having toxicity to germ cells using the number of cells as an index.
発現の制御下に置かれるようにマーカー遺伝子を導入し
たES細胞株を被験物質の存在下でBMP4遺伝子導入細胞株
と共に培養し、マーカー遺伝子発現が誘起されている細
胞数を指標として、生殖細胞への毒性を有する物質を検
定することを特徴とする、生殖細胞への毒性試験方法。19. An ES cell line into which a marker gene has been introduced so as to be under the control of the expression of the Vasa gene or a homolog gene thereof, is cultured together with a BMP4 gene-introduced cell line in the presence of a test substance to induce expression of the marker gene. A method for testing toxicity to germ cells, comprising assaying a substance having toxicity to germ cells using the number of cells as an index.
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|---|---|
| JP (1) | JP2002065261A (en) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005080598A1 (en) * | 2004-02-19 | 2005-09-01 | Dainippon Sumitomo Pharma Co., Ltd. | Method of screening somatic cell nucleus initializer |
| WO2006129696A1 (en) * | 2005-06-01 | 2006-12-07 | Mitsubishi Chemical Corporation | EXPRESSION VECTOR HAVING PROMOTER SEQUENCE OF Vasa HOMOLOGUE GENE DERIVED FROM MAMMAL AND USE THEREOF |
| US8048999B2 (en) | 2005-12-13 | 2011-11-01 | Kyoto University | Nuclear reprogramming factor |
| US8058065B2 (en) | 2005-12-13 | 2011-11-15 | Kyoto University | Oct3/4, Klf4, c-Myc and Sox2 produce induced pluripotent stem cells |
| US8129187B2 (en) | 2005-12-13 | 2012-03-06 | Kyoto University | Somatic cell reprogramming by retroviral vectors encoding Oct3/4. Klf4, c-Myc and Sox2 |
| US8211697B2 (en) | 2007-06-15 | 2012-07-03 | Kyoto University | Induced pluripotent stem cells produced using reprogramming factors and a rho kinase inhibitor or a histone deacetylase inhibitor |
| US20120231451A1 (en) * | 2009-10-23 | 2012-09-13 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Induction of Germ Cells from Pluripotent Cells |
| US8791248B2 (en) | 2007-12-10 | 2014-07-29 | Kyoto University | Nuclear reprogramming factor comprising miRNA and a protein factor |
| US9213999B2 (en) | 2007-06-15 | 2015-12-15 | Kyoto University | Providing iPSCs to a customer |
| US9499797B2 (en) | 2008-05-02 | 2016-11-22 | Kyoto University | Method of making induced pluripotent stem cells |
| US9683232B2 (en) | 2007-12-10 | 2017-06-20 | Kyoto University | Efficient method for nuclear reprogramming |
| CN115948524A (en) * | 2022-11-08 | 2023-04-11 | 吉林大学 | Application of GCNA in improving reprogramming efficiency, naive pluripotency of stem cells and promoting transformation of primordial germ cells |
| US12466863B2 (en) | 2005-12-13 | 2025-11-11 | Kyoto University | Nuclear reprogramming factor and induced pluripotent stem cells |
-
2000
- 2000-08-30 JP JP2000260449A patent/JP2002065261A/en active Pending
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| JPN6010027081, Gene. Dev., 1999, Vol.13, pp.424−436 * |
| JPN6010027083, Mol. Endocrinol., 200007, Vol.14, No.7, pp.1053−1063 * |
| JPN6010027087, 日本発生生物学会第32回大会発表要旨集, 1999, p.9, 2A1400 * |
| JPN6010027095, Exp. Cell Res., 1999, Vol.247, pp.241−248 * |
| JPN7010001491, 日本発生生物学会第33回大会発表要旨集, 200005, p.10, SB12 * |
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005080598A1 (en) * | 2004-02-19 | 2005-09-01 | Dainippon Sumitomo Pharma Co., Ltd. | Method of screening somatic cell nucleus initializer |
| US7964401B2 (en) | 2004-02-19 | 2011-06-21 | Kyoto University | Screening method for somatic cell nuclear reprogramming substance affecting ECAT2 and ECAT3 |
| WO2006129696A1 (en) * | 2005-06-01 | 2006-12-07 | Mitsubishi Chemical Corporation | EXPRESSION VECTOR HAVING PROMOTER SEQUENCE OF Vasa HOMOLOGUE GENE DERIVED FROM MAMMAL AND USE THEREOF |
| JP2006333762A (en) * | 2005-06-01 | 2006-12-14 | Mitsubishi Chemicals Corp | Expression vector containing promoter sequence of Vasa homolog gene derived from mammal and use thereof |
| US8278104B2 (en) | 2005-12-13 | 2012-10-02 | Kyoto University | Induced pluripotent stem cells produced with Oct3/4, Klf4 and Sox2 |
| US8129187B2 (en) | 2005-12-13 | 2012-03-06 | Kyoto University | Somatic cell reprogramming by retroviral vectors encoding Oct3/4. Klf4, c-Myc and Sox2 |
| US12466863B2 (en) | 2005-12-13 | 2025-11-11 | Kyoto University | Nuclear reprogramming factor and induced pluripotent stem cells |
| US8048999B2 (en) | 2005-12-13 | 2011-11-01 | Kyoto University | Nuclear reprogramming factor |
| US8058065B2 (en) | 2005-12-13 | 2011-11-15 | Kyoto University | Oct3/4, Klf4, c-Myc and Sox2 produce induced pluripotent stem cells |
| US9714433B2 (en) | 2007-06-15 | 2017-07-25 | Kyoto University | Human pluripotent stem cells induced from undifferentiated stem cells derived from a human postnatal tissue |
| US8211697B2 (en) | 2007-06-15 | 2012-07-03 | Kyoto University | Induced pluripotent stem cells produced using reprogramming factors and a rho kinase inhibitor or a histone deacetylase inhibitor |
| US8257941B2 (en) | 2007-06-15 | 2012-09-04 | Kyoto University | Methods and platforms for drug discovery using induced pluripotent stem cells |
| US9213999B2 (en) | 2007-06-15 | 2015-12-15 | Kyoto University | Providing iPSCs to a customer |
| US8791248B2 (en) | 2007-12-10 | 2014-07-29 | Kyoto University | Nuclear reprogramming factor comprising miRNA and a protein factor |
| US9683232B2 (en) | 2007-12-10 | 2017-06-20 | Kyoto University | Efficient method for nuclear reprogramming |
| US9499797B2 (en) | 2008-05-02 | 2016-11-22 | Kyoto University | Method of making induced pluripotent stem cells |
| US9920300B2 (en) * | 2009-10-23 | 2018-03-20 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Induction of germ cells from pluripotent cells |
| US20120231451A1 (en) * | 2009-10-23 | 2012-09-13 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Induction of Germ Cells from Pluripotent Cells |
| CN115948524A (en) * | 2022-11-08 | 2023-04-11 | 吉林大学 | Application of GCNA in improving reprogramming efficiency, naive pluripotency of stem cells and promoting transformation of primordial germ cells |
| CN115948524B (en) * | 2022-11-08 | 2024-05-24 | 吉林大学 | Application of GCNA in improving reprogramming efficiency, primitive pluripotency of stem cells and promoting transformation of primordial germ cells |
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