Top > Search of International Patents > OPTOGENETIC CONTROL METHOD FOR PROLIFERATION AND DIFFERENTIATION OF STEM CELLS

OPTOGENETIC CONTROL METHOD FOR PROLIFERATION AND DIFFERENTIATION OF STEM CELLS

Foreign code F150008383
Posted date Jul 13, 2015
Country WIPO
International application number 2014JP074458
International publication number WO 2015041219
Date of international filing Sep 17, 2014
Date of international publication Mar 26, 2015
Priority data
  • P2013-193582 (Sep 18, 2013) JP
Title OPTOGENETIC CONTROL METHOD FOR PROLIFERATION AND DIFFERENTIATION OF STEM CELLS
Abstract Using an optogenetic gene expression regulation system, the present invention provides a method for controlling, by using light irradiation to regulate the expression of factors that determine neural differentiation, whether to proliferate and maintain neural precursor cells (NPC), or whether to induce differentiation of neural stem cells into nervous system cells. The present invention is based on: the discovery that neural differentiation factors such as Ascl1, Hes1, and Olig2 are expressed in NPCs periodically in an oscillatory manner but that the expression of any one of these becomes dominant during fate determination; and the structure of gene expression systems in which a target gene can be expressed periodically in an oscillatory manner. In other words, the present invention provides a method for either oscillating the expression of a target factor and maintaining and amplifying NPCs, or inducing sustained expression of the target factor and inducing differentiation into committed nervous system cells by said factor, said method being accomplished by introducing, into NPCs, a nucleic acid which codes a transcriptional activator (GAL4-Vivid-p65 fusion protein; GAVPO) that is activated (dimerized) in response to blue light, and a nucleic acid which links DNA, which codes a target neural differentiation determining factor downstream of a promoter that includes a cis sequence to which the transcriptional activator binds, and a 3’-UTR, which destabilizes mRNA, and by irradiating the NPCs with blue light for short periods of time, changing the cycle.
Scope of claims (In Japanese)[請求項1]
維持・増殖又は所望の細胞への分化を光制御し得る幹細胞であって、
1)転写因子のDNA結合領域、特定波長の光により二量化するタンパク質及び転写因子の転写活性化領域が連結された融合タンパク質をコードするDNAを含む発現ベクター、及び
2)発現振動することにより該幹細胞の未分化状態を維持し、持続的に発現することにより所望の細胞への分化を誘導する標的タンパク質をコードするDNAと、該DNAの上流に配置した上記DNA結合領域が結合し得るシス配列及び上記転写活性化領域の作用により転写活性を発揮する基本プロモーターと、標的タンパク質をコードするDNAの下流に配置した該DNAから転写されたmRNAを不安定化する3’非翻訳領域とを含む発現ベクター、
が導入された該幹細胞。
[請求項2]
前記融合タンパク質において、転写因子のDNA結合領域が酵母GAL4由来であり、特定波長の光により二量化するタンパク質がアカパンカビ由来のVividであり、転写因子の転写活性化領域がNF-κB p65である、請求項1記載の幹細胞。
[請求項3]
融合タンパク質をコードするDNAのコドンが、幹細胞の由来する哺乳動物において使用頻度の高いコドンに置換されている、請求項1又は2記載の幹細胞。
[請求項4]
幹細胞が神経幹/前駆細胞である、請求項1~3のいずれか一項に記載の幹細胞。
[請求項5]
標的タンパク質がAsclファミリー、Hesファミリー又はOligファミリーのメンバーである、請求項4記載の幹細胞。
[請求項6]
請求項1~5のいずれか一項に記載の幹細胞に、該幹細胞に内在の標的タンパク質の発現振動周期と同等の時間間隔をおいて、前記特定波長の光を照射することにより、前記標的タンパク質の発現を振動させることを特徴とする、該幹細胞の維持・増幅方法。
[請求項7]
請求項1~5のいずれか一項に記載の幹細胞に、前記特定波長の光を1時間以下の間隔をおいて照射することにより、前記標的タンパク質を持続的に発現させることを特徴とする、該幹細胞から所望の細胞への分化誘導方法。
[請求項8]
特定波長の光が約400~約500nmの波長の青色光である、請求項6又は7記載の方法。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • KYOTO UNIVERSITY
  • Inventor
  • KAGEYAMA RYOICHIRO
  • ISOMURA AKIHIRO
  • IMAYOSHI ITARU
IPC(International Patent Classification)
Specified countries National States: AE AG AL AM AO AT AU AZ BA BB BG BH BN BR BW BY BZ CA CH CL CN CO CR CU CZ DE DK DM DO DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM GT HN HR HU ID IL IN IR IS JP KE KG KN KP KR KZ LA LC LK LR LS LU LY MA MD ME MG MK MN MW MX MY MZ NA NG NI NO NZ OM PA PE PG PH PL PT QA RO RS RU RW SA SC SD SE SG SK SL SM ST SV SY TH TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN ZA ZM ZW
ARIPO: BW GH GM KE LR LS MW MZ NA RW SD SL SZ TZ UG ZM ZW
EAPO: AM AZ BY KG KZ RU TJ TM
EPO: AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
OAPI: BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW KM ML MR NE SN TD TG
Please contact us by e-mail or facsimile if you have any interests on this patent. Thanks.

PAGE TOP

close
close
close
close
close
close