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Regulation of Cdx2 expression in mouse trophectoderm during implantation

Research Project

Project/Area Number 20J12906
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 42010:Animal production science-related
Research InstitutionTokyo University of Agriculture

Principal Investigator

鈴木 大介  東京農業大学, 農学研究科, 特別研究員(DC2) (80988254)

Project Period (FY) 2020-04-24 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2021: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsマウス / 栄養外胚葉 / Cdx2 / 子宮内因子 / 着床 / トランスクリプトーム / 細胞分化 / 初期胚 / CDX2 / mural TE / 胚盤胞 / RNA-seq / シグナル伝達
Outline of Research at the Start

着床は胚盤胞と子宮のコミュニケーションにより制御される。胚盤胞は内部細胞塊(ICM)と極栄養外胚葉(polar TE)、壁栄養外胚葉(mural TE)から構成される。マウス胚盤胞ではmural TEが分化することで、浸潤能が獲得され、着床が進行することが分かっているが、mural TEの分化を制御する分子機構については不明点が多い。本研究では、シングルセルRNA-seqによりpolar TE, mural TE間の遺伝子発現プロファイルを比較することで、いつどのようにmural TEが分化するかを解析するとともに、mural TEの分化を制御する子宮内因子の特定を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、①mural TEでのCdx2発現低下を制御するシグナル経路のスクリーニングを実施したとともに、②着床期にmural TEのCdx2発現が低下する意義の解明を目指した。
①昨年度に行ったmural TEのRNA-seqデータを解析した結果、PI3K-AKTシグナル、ケモカインシグナル、cAMPシグナル等といったシグナル経路に関与する遺伝子が着床期のmural TEで発現上昇することが明らかとなった。中でも、PI3K-AKTシグナルは栄養膜細胞においてCdx2発現を抑制することが知られているため、PI3K-AKTシグナルの活性化剤や阻害剤を添加した培地で胚盤胞の培養を行ったが、Cdx2発現への影響は見られなかった。したがって、mural TEでのCdx2発現低下はPI3K-AKTシグナル以外のシグナル経路が制御すると考えられた。今後、他の候補シグナル経路の活性の摂動を通して、mural TEでのCdx2発現低下を制御するシグナル経路が同定されると期待される。
②レンチウイルスを用いたTE特異的遺伝子導入法によりCdx2を過剰発現させた胚盤胞の着床能や遺伝子発現を解析した。Cdx2過剰発現胚盤胞を子宮に移植した結果、着床の開始には影響が見られないものの、脱落膜反応に異常が見られ、Cdx2過剰発現が着床の正常な進行を妨げることが示唆された。また、胚盤胞のoutgrowth試験の結果、Cdx2過剰発現によりTEの細胞遊走が阻害されることが明らかとなった。さらに、遺伝子発現解析の結果、Cdx2過剰発現はmural TEでの分化関連遺伝子や細胞遊走関連遺伝子の発現上昇を抑制することがわかった。以上のことから、mural TEでのCdx2発現低下は、mural TEの分化及び細胞遊走能の獲得を介して着床、特に浸潤以降のステージを進行するのに重要であると考えられた。

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

    (4 results)

All 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] CDX2 downregulation in mouse mural trophectoderm during peri‐implantation is heteronomous, dependent on the YAP‐TEAD pathway and controlled by estrogen‐induced factors2022

    • Author(s)
      Suzuki Daisuke、Okura Keitaro、Nagakura Seina、Ogawa Hidehiko
    • Journal Title

      Reproductive Medicine and Biology

      Volume: 21 Issue: 1

    • DOI

      10.1002/rmb2.12446

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 転写因子Cdx2の下方制御はマウス壁栄養外胚葉の分化及び胚盤胞のoutgrowthに必要である2022

    • Author(s)
      鈴木 大介、佐々木 恵亮、小川 英彦
    • Organizer
      第63回日本卵子学会学術集会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 着床期におけるマウス壁栄養外胚葉の分化と遺伝子発現ダイナミクス2021

    • Author(s)
      鈴木 大介、隈本 宗一郎、田中 啓介、小川 英彦
    • Organizer
      第114回日本繁殖生物学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] マウス着床期胚盤胞の栄養外胚葉におけるCDX2発現制御2021

    • Author(s)
      鈴木 大介、小川 英彦
    • Organizer
      第62回日本卵子学会学術集会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

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Published: 2020-07-07   Modified: 2024-06-17  

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