ジャイアントパンダは絶滅危惧種の象徴的な動物と考えられています。研究者らは今回、2頭のジャイアントパンダの結合組織細胞から人工多能性幹細胞を生成することに成功した。これらは、とりわけ、生殖細胞に分化し、胚組織を生成することができます。したがって、パンダの幹細胞は、ジャイアントパンダの病気の研究と治療の両方に貴重な資源を提供します。したがって、この技術は種の保存に重要な貢献をすることができます。
野生のジャイアントパンダは約2,000頭しか残っていない。彼らの生息地はますます人間の活動の犠牲となり、分断され、破壊されており、その結果、この種は絶滅の危機に瀕しています。 「ジャイアントパンダを保護するための現在の取り組みは、主に生息地の保護と飼育下繁殖により、個体数の目に見える増加につながった」と、中国成都のジャイアントパンダ繁殖研究センターのユリャン・リウ率いるチームは報告している。 2016年、国際自然保護連合（IUCN）は、この種の絶滅危惧ステータスを「絶滅危惧種」から「絶滅危惧種」に格下げした。それにもかかわらず、孤立したパンダの個体群の多くでは遺伝的多様性が減少しています。 「15の野生個体群では、絶滅のリスクは90パーセントを超えています」と研究者らは書いている。 「ジャイアントパンダの遺伝資源を保護することが不可欠です。」
線維芽細胞の再プログラミング
Liu 氏と彼のチームは現在、バイオテクノロジーのアプローチを選択しています。 「ジャイアントパンダの線維芽細胞から人工多能性幹細胞を生成することに初めて成功した」と彼らは報告している。成都の研究センターからの2頭のパンダ、13歳のメスのシンロンと14歳のオスのロウバオが細胞ドナーとなった。研究者らは両方のパンダの皮膚から小さな組織サンプルを採取し、そこからいくつかの線維芽細胞を分離した。
一連の協調的な再プログラミング手順を通じて、研究者らはこれらの細胞を人工多能性幹細胞に変換した。研究者らは、細胞培養の種特異的組成を開発し、どの生化学的シグナル伝達ネットワークが細胞の多分化能を引き起こし、その増殖を促進するかを調査し、文書化した。遺伝子転写解析の結果、元の線維芽細胞と比較して、人工多能性幹細胞では細胞分裂や胚発生に関連する遺伝子を含む1,261個の遺伝子が上方制御され、1,671個の遺伝子が下方制御されていることが示された。
研究、医療、種の保存に役立ちます
さらなる実験で、チームは細胞培養のさまざまな条件が幹細胞の分化にどのような影響を与えるかをテストしました。 「我々の結果は、ジャイアントパンダの人工多能性幹細胞が異なる細胞型に分化する能力を持っていることを示しており、ジャイアントパンダの基礎研究とジャイアントパンダの病気の臨床治療のためのリソースのレパートリーに顕著な貢献を示している」とリュー氏は書いている。そして彼の同僚たち。
とりわけ、研究者らは、胚葉の3つの組織タイプからなる幹細胞から、いわゆる胚様体を作成することに成功した。 「絶滅の危機に瀕している大型哺乳類の胚材料は限られているため、人工多能性幹細胞は胚形成と器官形成についての洞察を得る前例のないツールとなる」とLiu氏と彼のチームは書いている。 「この重要な進歩は、人工多能性ジャイアントパンダ幹細胞を体外配偶子と胚の生成に使用するという私たちの目標に向けた重要な一歩を表しています。」
研究者の観点からすると、これにより飼育下にあるジャイアントパンダの遺伝的多様性が高まる可能性がある。 「さらに、このイノベーションはジャイアントパンダの幹細胞に関する高度な研究に貴重なリソースを提供し、この希少種を保護する取り組みを大きく支援することになるでしょう」と研究者らは述べた。 「人工多能性幹細胞は、絶滅危惧種からの自己再生型の無尽蔵の物質源を提供し、必要に応じてさまざまな種類の細胞を再生することができます。」
出典: Yuliang Liu (中国四川省成都ジャイアントパンダ繁殖研究基地) 他、Science Advances、 doi: 10.1126/sciadv.adn7724
