出生を予測できる着床前胚発生の定量的指標の探索とそのメカニズムの解明

• Project/Area Number: 22KJ3051
• Project/Area Number (Other): 21J00155 (2021-2022)
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Multi-year Fund (2023); Single-year Grants (2021-2022)
• Section: 国内
• Review Section: Basic Section 42030:Animal life science-related
• Research Institution: Kindai University
• Principal Investigator: 増子 大輔 近畿大学, 生物理工学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2023-03-08 – 2024-03-31
• Project Status: Declined (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 胚盤胞期胚 / ライブセルイメージング

Outline of Research at the Start

良い胚を選ぶための評価指標を探索するためにマウス受精卵のライブセルイメージングと画像解析により出産/流産胚を比較し、これらを分けることができる定量的なパラメータ
を明らかにする。得られた知見がヒト胚にも応用可能であるのかを画像解析により明らかにする。指標の妥当性の評価を行い、その指標によってなぜ予測できるのか (分子メカニズム) を蛍光イメージングにより解明する。

Outline of Annual Research Achievements

前年度、胚の形状、細胞の動き、細胞期の長さの比較を行い、出産/流産胚を分けることのできる指標として、４－８細胞期までの同期性を見出した。当該年度、良い胚を選ぶための評価指標を探索するため以下の実験を行った。

同期性はプロスペクティブに妊娠・出生を予測しうるのか（リアルタイム予想を行う）
いままでの解析は胚発生の観察を行い、胚移植の結果を知った後、動画を基に出生/流産胚の間の比較を行ってきた。そこで次に、同期性によってリアルタイムに妊娠、出生を予測しうるのかを調べるため、マウス胚発生中の観察をしながら同期性を測定し、胚の選別・移植を行い、この指標が妊娠・出生を予測しうるのかの検討を行った。
第３分裂（4-8細胞への分裂）の同期性を評価するために、各割球の分裂にかかった時間の変動係数を用い、遡及的解析のROC解析によって算出された、CV≧0.15を非同期胚、CV<0.15を同期胚と定義し、それぞれの群で移植を行った。その結果、非同期胚では出生率は11.8% (4/34)、同期胚では47.5% (19/40) であり、有意な差があった。この結果から、同期性は、胚の出生をリアルタイムに予測できることが示唆された。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Search for morphological indicators that predict implantation by principal component analysis using images of blastocyst (2022)
  • Author(s): Mashiko Daisuke、Tokoro Mikiko、Kojima Masae、Fukunaga Noritaka、Asada Yoshimasa、Yamagata Kazuo
  • Journal Title: PeerJ Volume: 10 Pages: e13441-e13441
  • DOI: 10.7717/peerj.13441
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Asynchronous division at 4-8-cell stage of preimplantation embryos affects live birth through ICM/TE differentiation (2022)
  • Author(s): Mashiko Daisuke、Ikeda Zenki、Tokoro Mikiko、Hatano Yu、Yao Tatsuma、Kobayashi Tetsuya J.、Fukunaga Noritaka、Asada Yoshimasa、Yamagata Kazuo
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 12 Issue: 1 Pages: 9411-9411
  • DOI: 10.1038/s41598-022-13646-8
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Micronucleus formation during early cleavage division is a potential hallmark of preimplantation embryonic loss in cattle (2022)
  • Author(s): Yao Tatsuma、Ueda Akane、Khurchabilig Atchalalt、Mashiko Daisuke、Tokoro Mikiko、Nagai Hiroki、Sho Tei、Matoba Satoko、Yamagata Kazuo、Sugimura Satoshi
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 617 Pages: 25-32
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2022.05.075
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] An explainable deep learning-based algorithm with an attention mechanism for predicting the live birth potential of mouse embryos (2022)
  • Author(s): Tokuoka Yuta、Yamada Takahiro G.、Mashiko Daisuke、Ikeda Zenki、Kobayashi Tetsuya J.、Yamagata Kazuo、Funahashi Akira
  • Journal Title: Artificial Intelligence in Medicine Volume: 134 Pages: 102432-102432
  • DOI: 10.1016/j.artmed.2022.102432
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Chromosome counting in the mouse zygote using low‐invasive super‐resolution live‐cell imaging (2022)
  • Author(s): Hatano Yu、Mashiko Daisuke、Tokoro Mikiko、Yao Tatsuma、Yamagata Kazuo
  • Journal Title: Genes to Cells Volume: 27 Issue: 3 Pages: 214-228
  • DOI: 10.1111/gtc.12925
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] SPATA33 localizes calcineurin to the mitochondria and regulates sperm motility in mice (2021)
  • Author(s): Miyata Haruhiko、Oura Seiya、Morohoshi Akane、Shimada Keisuke、Mashiko Daisuke、Oyama Yuki、Kaneda Yuki、Matsumura Takafumi、Abbasi Ferheen、Ikawa Masahito
  • Journal Title: Proceedings of the National Academy of Sciences Volume: 118 Issue: 35 Pages: 1-9
  • DOI: 10.1073/pnas.2106673118
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Book] 生殖医療フロントラインMOOK (2)受精とその障害 19ライブセルイメージングからわかる受精後の胚発生 (2022)
  • Author(s): 増子 大輔, 山縣 一夫
  • Total Pages: 154
  • Publisher: 中外医学社
  • ISBN: 9784498160422
• [Book] ファルマシア58巻１号 (2022)
  • Author(s): 波多野 裕, 増子 大輔, 山縣 一夫
  • Total Pages: 4
  • Publisher: 日本薬学会