Elucidation of the pathogenesis of implantation failure and development of new treatment methods focusing on extracellular vesicles derived from embryos and endometrium
| Project/Area Number |
23K21474
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| Project/Area Number (Other) |
21H03078 (2021-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 56040:Obstetrics and gynecology-related
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| Research Institution | Fujita Health University (2024)
Keio University (2021-2023) |
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Principal Investigator |
浜谷 敏生 藤田医科大学, 医学部, 教授 (60265882)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮戸 健二 国立研究開発法人国立成育医療研究センター, 細胞医療研究部, 室長 (60324844)
山田 満稔 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (40383864)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
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| Keywords | 生殖医学 / miRNA / 細胞外分泌顆粒 / エクソソーム / 胚盤胞 / 細菌叢 / 培養液 / 子宮内膜 / 培養後培養液 |
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| Outline of Research at the Start |
・ヒト胚盤胞培養後培養液のmiRNAプロファイリング。ヒト子宮内膜組織について抗CD9や抗CD81抗体を用いた免疫電顕の後、ヒト初代培養子宮内膜細胞およびヒト間葉系幹細胞の培養上清（無血清培地）について、超遠心や免疫沈降を用いて細胞外分泌顆粒（EV）を分画毎に分け、プロテオーム、miRNA解析。
・単離したEVを子宮内に投与することで、CD9欠失マウスの子宮性続発性不妊症やβカテニン欠失マウス胚の着床不全をレスキューできるか検討。EVはビーズに結合させ、脂質特異的に結合するPKH67などを用いて可視化させて観察。
・マーモセット個体でも、子宮内腔液、子宮内膜組織などを採取し、雌性生殖器管内のEVと細菌叢を解析。
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| Outline of Annual Research Achievements |
・計画概要の1. マーモセットの雌性生殖器内の細菌叢とエクソソームの解析
マーモセット子宮内の着床前期胚を膣から上行性に回収する操作の際に得られる子宮内膜組織片をサンプルとしたところ、21検体全てから16S rRNA遺伝子細菌叢の結果が得られた。さらに13検体を加え、現在解析結果について論文作成中である。
・計画概要の4. および5. ヒト胚盤胞培養に使用した後の培養液のEMV解析とART臨床データの解析
顕微授精後に1個の受精卵を30-ul dropに入れ、培養液を交換せず培養して形態良好胚盤胞が得られた場合に、使用済み培養液を回収し、胚それぞれについて凍結保存した（~25 ul）。その後移植され妊娠に至った胚が由来する培養液群（妊娠群）、妊娠に至らなかった胚の由来する培養液（非妊娠群）、胚を入れないコントロール培養液についてmiRNA網羅的解析を行い、各群に特異的なmiRNAを抽出した。さらに、サンプルをプールしないで、それぞれの胚の培養液中の miRNA発現量についてリアルタイムqPCRを用いて解析した。その結果、培養液中の5つのmiRNAの発現量に注目することで、その胚を胚移植した場合に妊娠する可能性を予測できることが明らかとなった (Kamijo S, Hamatani T, et al. Reprod Biol Endocrinol. 2022)。
・計画概要の9. および11. ヒト間葉系幹細胞(hMSC)培養上清がヒト子宮内膜培養細胞に与える影響
脂肪組織由来あるいは月経血由来のhMSCを無血清培地で培養し、上清をヒト子宮内膜上皮細胞あるいはヒト子宮内膜上皮細胞に添加し、増殖速度、スクラッチテスト、上皮間葉転換、脱落膜化能に対する影響を評価した。また、CD9ノックアウトマウスの子宮性続発性不妊症あるいはβカテニンノックアウトマウス胚の着床不全をレスキューできるか検討中であり、これらの結果を2024年度中に論文発表予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
再生医療等委員会の承認（多血小板血漿、間葉系幹細胞）、臨床サンプルの収集、エクソソーム保存および解析の方法の検討、さらに、マーモセットの雌性生殖器管内細菌叢の解析法の最適化などに時間を要したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
・計画概要の1. マーモセットの雌性生殖器内の細菌叢とエクソソームの解析
今後は、マーモセット開腹術時に雌性生殖器腔内へPOM培養液を穿刺注入後に回収した洗浄液の遠心後沈渣を用いて、細菌叢解析を引き続き進める。洗浄液の上清サンプルからは、さらなる遠心分離でエクソソームを抽出し、テトラスパニンの量的質的解析、内容物（microRNA、タンパクなど）の解析などを進める。
また、マーモセットの子宮内膜組織を用いた16S rRNA遺伝子細菌叢解析について結果を纏める。子宮内膜組織片を用いて、上皮細胞からのエクソソーム分泌像を得るために電顕標本作製なども行う予定である。
・計画概要の9. および11. ヒト間葉系幹細胞(hMSC)培養上清あるいは多血小板血漿がヒト子宮内膜培養細胞あるいは卵巣発育に与える影響
ヒト脂肪組織由来間葉系幹細胞、ヒト月経血由来間葉系幹細胞を無血清培地で培養し、上清をヒト子宮内膜上皮細胞あるいはヒト子宮内膜上皮細胞に添加し、増殖速度、スクラッチテスト、上皮間葉転換、脱落膜化能に対する影響について、種々の間葉系幹細胞、子宮内膜細胞を用いてさらに評価する。また、CD9ノックアウトマウスの続発性(2仔目)不妊症(子宮性不妊症)やβカテニンノックアウトマウス胚の着床不全をレスキューできる可能性とその分子機構についても結果を纏めて、論文発表する。
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Report
(3 results)
Research Products
(19 results)
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[Journal Article] Embryonic β-Catenin Is Required for Priming of the Uterus to Implantation2023
Author(s)
Takezawa Youki、Iwai Maki、Fujiki Yukiko、Yokomizo Ryo、Kishigami Harue、Miyado Mami、Kawano Natsuko、Yamada Mitsutoshi、Shindo Miyuki、Suzuki Miki、Sato Ban、Katano Daiki、Kamijo Shintaro、Hamatani Toshio、Tanaka Mamoru、Umezawa Akihiro、Kang Woojin、Miyado Kenji
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Journal Title
Laboratory Investigation
Volume: 103
Issue: 3
Pages: 100026-100026
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] MicroRNAs secreted by human preimplantation embryos and IVF outcome2022
Author(s)
Kamijo Shintaro、Hamatani Toshio、Sasaki Hiroyuki、Suzuki Hiroki、Abe Akane、Inoue Osamu、Iwai Maki、Ogawa Seiji、Odawara Kei、Tanaka Kanako、Mikashima Mutsumi、Suzuki Masami、Miyado Kenji、Matoba Ryo、Odawara Yasushi、Tanaka Mamoru
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Journal Title
Reproductive Biology and Endocrinology
Volume: 20
Issue: 1
Pages: 130-130
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] 出生率を予測するための胚盤胞の定量的形態指標の開発2023
Author(s)
辻 千紘, 宇津野 宏樹, 石丸 智子, 松本 美保, 高橋 ひかる, 山田 満稔, 上條 慎太郎, 木村 寛子, 内田 浩, 浜谷 敏生, 田中 守
Organizer
第64回日本卵子学会学術集会，つくば市
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