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Epigenetic control of endometrial and embryonic gene expression in embryo implantation

Research Project

Project/Area Number 20J11585
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 56040:Obstetrics and gynecology-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

福井 大和  東京大学, 大学院医学系研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2020-04-24 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords胚着床 / 胚浸潤 / エピジェネティクス / Ezh2 / 脱落膜
Outline of Research at the Start

以前より着床にエピジェネティックな転写制御機構が働いていることが示唆されていた。マウスを用いた予備実験から、胚のエピゲノム変化として、胚接着開始直前の胚盤胞活性化の過程でDNAメチル化の状態には変化を認めないこと、一方、子宮内膜上皮において、胚活性化の前後でEzh2をはじめとしたポリコーム複合体PRC2の構成因子が揃って増加することがわかった。本研究では、子宮特異的Ezh2欠損マウスなどを用いて、DNAメチル化およびヒストン修飾によるエピジェネティックな子宮および胚盤胞の転写の制御機構の着床への関与を明らかにすることを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、子宮および胚盤胞におけるヒストン修飾などのエピジェネティックな転写の制御機構の胚着床への関与を明らかにすることを目的としている。H3K27me3における重要な分子として知られるEzh2を子宮特異的に欠損させたマウス(Ezh2 uKO)を用いた研究を行っているが、昨年度までの研究で、Ezh2 uKOマウスにおいて、胎仔数は約1/4に減少し、day8で着床障害、day6で胚浸潤異常をきたしていることが明らかになっていた。
本年度の研究では、胚浸潤過程における着床部位3次元構造の可視化や、day6における着床部位のRNA-seq、ChIP-seqを行った。これらの実験等から、Ezh2 uKOではimplantation chamberの形成異常を伴う胚浸潤異常をきたし、脱落膜化過程の子宮内膜間質の細胞周期と終末分化の異常により、脱落膜形成不全が起こると考えられた。また、ヒト子宮内膜組織を用いたRNA-seqではPRC2およびH3K27me3の経路が着床障害の病態と関連している可能性が示唆された。マウス、ヒトいずれの研究からも子宮内膜のEzh2やH3K27me3に関連する分子群が胚着床に重要な機能を持つことが示唆される結果となった。
また、昨年度に引き続き、LIF-LIFR-STAT3 pathwayに関する研究を行い、子宮内膜上皮のLIFRは子宮管腔構造変化を介した胚接着の調節に必須であり、子宮内膜間質のSTAT3は子宮内膜間質のLIFRとは別の制御により胚接着に関与することが示された。本研究により、LIFが子宮内膜上皮のLIFRを介して胚接着を制御していることが明らかとなった。さらに、ヒト検体、マウスを用いた別の研究から、子宮頸部でのLIF発現の上昇が、子宮内膜胚受容能を計る指標として、子宮内膜組織検査の代用の一部となる可能性を示した。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 4 results) Presentation (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] A gene network of uterine luminal epithelium organizes mouse blastocyst implantation2022

    • Author(s)
      Aikawa Shizu、Hirota Yasushi、Fukui Yamato、Ishizawa Chihiro、IIda Rei、Kaku Tetsuaki、Hirata Tomoyuki、Akaeda Shun、Hiraoka Takehiro、Matsuo Mitsunori、Osuga Yutaka
    • Journal Title

      Reproductive Medicine and Biology

      Volume: 21 Issue: 1

    • DOI

      10.1002/rmb2.12435

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Uterine Epithelial LIF Receptors Contribute to Implantation Chamber Formation in Blastocyst Attachment2021

    • Author(s)
      Fukui Yamato、Hirota Yasushi、Saito-Fujita Tomoko、Aikawa Shizu、Hiraoka Takehiro、Kaku Tetsuaki、Hirata Tomoyuki、Akaeda Shun、Matsuo Mitsunori、Shimizu-Hirota Ryoko、Takeda Norihiko、Ikawa Masahito、Osuga Yutaka
    • Journal Title

      Endocrinology

      Volume: 162 Issue: 11

    • DOI

      10.1210/endocr/bqab169

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Uterine Receptivity is Reflected by LIF Expression in the Cervix2021

    • Author(s)
      Fukui Yamato、Hirota Yasushi、Aikawa Shizu、Ishizawa Chihiro、Iida Rei、Kaku Tetsuaki、Hirata Tomoyuki、Akaeda Shun、Hiraoka Takehiro、Matsuo Mitsunori、Osuga Yutaka
    • Journal Title

      Reproductive Sciences

      Volume: 29 Issue: 5 Pages: 1457-1462

    • DOI

      10.1007/s43032-021-00816-8

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Retinoblastoma protein promotes uterine epithelial cell cycle arrest and necroptosis for embryo invasion2021

    • Author(s)
      Akaeda Shun、Hirota Yasushi、Fukui Yamato、Aikawa Shizu、Shimizu‐Hirota Ryoko、Kaku Tetsuaki、Gebril Mona、Hirata Tomoyuki、Hiraoka Takehiro、Matsuo Mitsunori、Haraguchi Hirofumi、Saito‐Kanatani Mayuko、Takeda Norihiko、Fujii Tomoyuki、Osuga Yutaka
    • Journal Title

      EMBO reports

      Volume: 22 Issue: 2

    • DOI

      10.15252/embr.202050927

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Differential roles of uterine epithelial and stromal STAT3 coordinate uterine receptivity and embryo attachment2020

    • Author(s)
      Hiraoka Takehiro、Hirota Yasushi、Fukui Yamato、Gebril Mona、Kaku Tetsuaki、Aikawa Shizu、Hirata Tomoyuki、Akaeda Shun、Matsuo Mitsunori、Haraguchi Hirofumi、Saito-Kanatani Mayuko、Shimizu-Hirota Ryoko、Takeda Norihiko、Yoshino Osamu、Fujii Tomoyuki、Osuga Yutaka
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 15523-15523

    • DOI

      10.1038/s41598-020-72640-0

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Uterine Epithelial Progesterone Receptor Governs Uterine Receptivity Through Epithelial Cell Differentiation2020

    • Author(s)
      Gebril Mona、Hirota Yasushi、Aikawa Shizu、Fukui Yamato、Kaku Tetsuaki、Matsuo Mitsunori、Hirata Tomoyuki、Akaeda Shun、Hiraoka Takehiro、Shimizu-Hirota Ryoko、Takeda Norihiko、Taha Tamer、Balah Osama Al、Elnoury Mohamed Amr H、Fujii Tomoyuki、Osuga Yutaka
    • Journal Title

      Endocrinology

      Volume: 161 Issue: 12 Pages: 12-12

    • DOI

      10.1210/endocr/bqaa195

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 子宮内膜症合併不妊の取扱い-子宮内膜症患者に対してARTを実施する際のコツと注意点.子宮内膜症と反復着床障害~cine MRI検査を通して~2021

    • Author(s)
      福井大和
    • Organizer
      第66回日本生殖医学会学術講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 子宮内膜上皮のleukemia inhibitory factor(LIF)受容体は子宮管腔構造変化を介してマウスの胚接着を制御する2021

    • Author(s)
      福井大和、廣田泰、平岡毅大、賀来哲明、平田知之、赤枝俊、松尾光徳、大須賀穣
    • Organizer
      第66回日本生殖医学会学術講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Cox-1・Cox-2による胚着床機構の解明2021

    • Author(s)
      藍川志津、廣田泰、赤枝俊、松尾光徳、賀来哲明、福井大和、大須賀穣
    • Organizer
      第94回日本生化学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 着床能の検出方法および着床障害の予測方法2022

    • Inventor(s)
      廣田泰、福井大和、藍川志津
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人東京大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2022-042463
    • Filing Date
      2022
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Overseas

URL: 

Published: 2020-07-07   Modified: 2024-03-26  

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