| Project Area | A new foundation for primate developmental biology |
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| Project/Area Number |
20H05762
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (III)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中家 雅隆 滋賀医科大学, 動物生命科学研究センター, 特任助教 (90805459)
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| Project Period (FY) |
2020-10-02 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥38,090,000 (Direct Cost: ¥29,300,000、Indirect Cost: ¥8,790,000)
Fiscal Year 2022: ¥13,390,000 (Direct Cost: ¥10,300,000、Indirect Cost: ¥3,090,000)
Fiscal Year 2021: ¥12,350,000 (Direct Cost: ¥9,500,000、Indirect Cost: ¥2,850,000)
Fiscal Year 2020: ¥12,350,000 (Direct Cost: ¥9,500,000、Indirect Cost: ¥2,850,000)
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| Keywords | 栄養膜幹細胞 / 多能性幹細胞 / 子宮内膜 / ヒト / カニクイザル / 霊長類 / 子宮内膜上皮 / 子宮内膜間質 / 着床 / オルガノイド / 初期発生 / 幹細胞 / 子宮内膜細胞 / 子宮間質細胞 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、子宮内環境を試験管内で構築し、霊長類初期発生を試験管内で正確に再現する基盤を構築する。構築した試験管内の子宮環境下で胚発生を行い、霊長類着床後初期発生の基盤を構築する。遺伝子改変の評価と解析を試験管内レベルで可能とする。
試験管内で可視化が可能かつ操作可能な霊長類発生学研究基盤を構築し、伝統的な発生学の手法を取り込みつつ、着床後霊長類発生学の新機軸を作ることに貢献する。また臓器形成期まで試験管内で胚発生させることを目指し、再生医学への展開を試みる。
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| Outline of Final Research Achievements |
We have successfully generated trophectoderm (TE) from naive human pluripotent stem cells (PSCs). Furthermore, we succeeded in generating cytotrophoblasts (CTs) and CT organoids from the TE. Naive PSC-derived CTs (nCT) have high self-renewal capacity, gene expression and morphology similar to trophoblast stem cells derived from human placenta, suggesting that CT stem cells could be established. CTs can differentiate into both syncytiotrophoblast (ST) and extravillous trophoblast (EVT). nCTs generated in this study could also differentiate into ST and EVT. In addition, the endometrium of cynomolgus monkey embryos was obtained after the implantation, and single-cell RNA-sequencing was performed to obtain gene expression profiling of the implantation period.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
胎盤は妊娠を維持する上で必須の臓器である。胎盤の異常が起こると、妊娠高血圧症候群や胎児発育不全などの合併症が引き起こされる。子宮や胎盤を調べることは重要であるが、技術点な面でも、倫理的な面でも困難であった。多能性幹細胞を用いることで、サンプル数を増やすことや遺伝子編集など、さまざまな実験を行うことが出来る。本研究で構築されたモデルは、従来の倫理的規制を遵守したまま、初期胚の研究の可能性を広げ、将来、不妊症や、胎盤に関連した妊娠合併症の病態解明に繋がることが期待される。カニクイザル妊娠初期から得られた遺伝子情報はヒトでは解析不可能な時期であり、ヒト着床期を推察する重要なデータとなる。
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