体細胞核移植によって作り出されるクローン動物では、胎盤の形成異常が頻繁に観察される。マウスクローン胚から、胎盤形成の基となる栄養膜幹細胞を取り出し細胞株を樹立すると、意外にも、樹立の効率や細胞の性質は、通常の交配で得られた胚のそれと大きな違いが無いことが判明した。クローン胚発生と胎盤の幹細胞に関する新たな知見を加える成果である。

体細胞の核を卵子に移植することで作り出されるクローン動物では、その多くに胎盤形成異常があることが知られています。例えば、マウスの場合、たとえ妊娠期間を全うし分娩まで至ったクローン個体でもほぼ例外なく胎盤の過形成が見られ、通常の交配による妊娠に見られる胎盤のじつに３倍以上の大きさの胎盤が作られます。

それまで均一の性質を有していたほ乳類初期胚の細胞（割球）は、着床直前の胚盤胞期になると、栄養芽層と内部細胞塊との互いに異なる性質をもつ細胞集団に分かれます（ 図１）。この栄養芽層に由来する栄養膜細胞が、着床後、胎盤を形成します。このように栄養芽層（栄養膜細胞）が胚発生で起こる最初の細胞分化によって作り出される細胞であることから、クローンでは、卵子に移植された体細胞核の“リプログラミング”（注１）が栄養膜細胞の分化する時期まで完全に終了せず、なんらかのエピジェネティックな異常（注２）が栄養膜細胞に内在するのではないか、それが胎盤形成の異常につながるのではないかと考えられて来ました。しかし、微量な栄養芽層を直接対象にした解析は困難で、その答えは得られていません。

マウス胚盤胞の栄養芽層からは、栄養膜細胞の幹細胞としての性質を維持した細胞株である栄養膜幹細胞株（TS細胞）を樹立することができます（図１）。TS細胞は培養下でほぼ無限に増殖するので、初期胚を相手にした場合の量的な問題を回避することが可能です。そこで今回、我々はクローン胚盤胞からのTS細胞（ntTS細胞）の樹立を試みました。

そもそもクローン胚を用いた場合、TS細胞の樹立効率は下がるのではないかと予測していましたが、予測に反して通常の交配によって得られた胚盤胞を用いた場合と同等の成績が得られました。また、DNAマイクロアレイによる遺伝子発現解析や、ゲノム全体のDNAメチル化プロフィール（注３）解析の結果、樹立されたntTS細胞とコントロールTS細胞は区別することが出来ないほど似ていることもわかりました。さらに、ntTS細胞を胚盤胞に移植しキメラ胚（注４）を作ると、コントロールTS細胞がそうであるように、ntTS細胞由来の細胞は胎盤のみに分布し、胎仔の体に分布することはありませんでした（図２）。これらのことから、少なくとも胚盤胞期まで発生したクローン胚では、栄養膜細胞系譜の正常な決定がなされていることが強く示唆されます。この結果はクローン胚発生や胎盤の幹細胞を理解するための重要な基礎となります。またここで樹立されたntTS細胞は、今後の貴重な研究材料となることが期待されます。

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