ヒトY染色体遺伝子SRYの阻害は、ヒト多能性幹細胞のナイーブな状態を促進する

男性と女性はホルモン効果に関連するさまざまな性的二形性の特徴を持っていますが、二形性の遺伝的基礎は初期の胚の発達に依存しています。ナイーブでプライミングされた2つの多能性状態は、初期の哺乳類の発達中に現れます。これら2つの状態間に違いを誘発するシグナル伝達経路の同定は、プライミングされた細胞のナイーブ細胞への変換を調節するのに役立ちます。ナイーブ細胞は、単一の細胞として慣れているときに、プライミングされたカウンターパートよりも倍増時間が短く、生存期間が長くなります。この研究では、プライム細胞およびナイーブ細胞のY染色体（MSY）遺伝子の男性特異的領域の微分表現を調査することにより、ヒト多能性幹細胞（HPSC）におけるY染色体遺伝子の役割を探求しようとしました。興味深いことに、SRYを含むいくつかのMSY遺伝子は、ナイーブヒト胚性幹細胞（HESC）と比較して、プライムでより高い発現レベルを示すことがわかりました。SRYは、核内のβ-カテニン活性化の相互作用と阻害により、Wnt/β-カテニンシグナル伝達を防ぐと仮定します。SRYの枯渇によって実施された機能喪失アプローチの結果は、プライミング細胞における多能性マーカー遺伝子とアルカリホスファターゼ（ALP）活性の発現の増加を示しました。SRYの減少は、Wntシグナル伝達標的遺伝子Axin2、Brachury、TCF1、TBX2、およびTBX3の過剰発現と関連していました。SRYの阻害は、β-カテニンの活性化とWNTシグナル伝達経路のアップレギュレーションをもたらす可能性があることを示唆しています。どちらもナイーブ変換にとって重要です。

Although males and females have a variety of sexually dimorphic features related to hormonal effects, the genetic basis of dimorphism relies on early embryo development. Two pluripotent states, naïve and primed, emerge during early mammalian development. Identification of signaling pathways that induce differences between these two states can help to modulate conversion of primed cells to naïve cells. Naïve cells have a shorter doubling time and longer survival than their primed counterparts when passaged as single cells. In this study, we sought to explore the role of Y chromosome genes on human pluripotent stem cells (hPSCs) by investigating differential expressions of the male-specific region of the Y chromosome (MSY) genes in primed and naïve cells. Interestingly, we found that several MSY genes, including SRY, showed higher expression levels in primed compared to naïve human embryonic stem cells (hESCs). We hypothesize that SRY prevents WNT/β-catenin signaling by its interaction and inhibition of β-catenin activation in the nucleus. Results of the loss-of-function approach conducted by depletion of SRY indicated increased expressions of pluripotency marker genes and alkaline phosphatase (ALP) activity in the primed cells. SRY reduction was associated with overexpression of WNT signaling target genes AXIN2, Brachury, TCF1, TBX2, and TBX3. We suggest that inhibition of SRY may result in activation of β-catenin and up-regulation of the WNT signaling pathway, both of which are important to naïve conversion.