私たちの⼿⾜ (四肢) は胚発⽣期において側板中胚葉という組織に由来します。側板中胚葉の⼀部が四肢前駆細胞 (Limb Progenitor Cell、以下「LPC」) と呼ばれる細胞となり、その LPC は胚発⽣後期に⾻、軟⾻、腱などの結合組織といった四肢の主要組織を形成します。四肢原基である肢芽は発⽣⽣物学研究の実験モデルとして⻑らく⽤いられてきたため、これまで多数の肢芽形成関連遺伝⼦が⾒出されてきましたが、側板中胚葉に初めに "LPC らしさ" をもたらす遺伝⼦の実体は未だ明らかではありません。
九州⼤学 ⼤学院理学研究院の熱⽥ 勇⼠ 講師（元・ハーバード医科⼤学 研究員）、ハーバード医科⼤学 遺伝学研究科の Clifford Tabin 教授らの研究グループは、LPC を産み出すリプログラミング法の確⽴を通して、側板中胚葉で LPC を特定化する因⼦の同定を試みました。まず初期肢芽形成領域でのみ働く遺伝⼦群をリプログラム因⼦の候補としてリスト化しました。その後、それらの遺伝⼦の中で、四肢由来ではない細胞に LPC に特徴的なマーカー遺伝⼦の発現を促すものが含まれるかを調べたところ、転写因⼦ Prdm16、Zbtb16 と RNA 結合因⼦であるLin28aを組み合わせて使⽤すると、LPC マーカー遺伝⼦群の発現が誘導されることがわかりました。このコンビネーションをそれぞれの頭⽂字から PZL とし、マーカー遺伝⼦の発現が誘導された細胞を rLPC (reprogrammed Limb Progenitor-like Cell) と命名しました。さらに rLPC はその遺伝⼦発現プロファイルのみならず、内在性の LPC と同様の分化能 (⾻や軟⾻の形成能) を持つことが明らかになりました。これらに加え、E3 ユビキチンリガーゼの⼀種である Lin41 を PZL に追加すると、rLPC のリプログラミング効率が上昇することも⽰されました。以上の結果は、本来の四肢発⽣過程においても、これらリプログラミング因⼦群が、側板中胚葉に四肢前駆細胞性を与える特定化因⼦として働くことを強く⽰唆します。また、リプログラミングにより LPC 様の細胞をつくることに世界に先駆けて成功しました。
本研究成果は国際学術誌「Developmental Cell」に 2024 年 2 ⽉ 5 ⽇ (現地時間) にオンライン掲載されました (https://doi.org/10.1016/j.devcel.2023.12.010)。
※ 本件についての詳細およびお問い合わせ先は以下をご覧ください。