molecular mechanisms of genomic rejuvenation during preimplantation development

• Project/Area Number: 25293345
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Partial Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Obstetrics and gynecology
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: HAMATANI TOSHIO 慶應義塾大学, 医学部, 講師 (60265882)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): AKUTSU HIDENORI 国立成育医療研究センター, 生殖・細胞医療研究部, 部長 (50347225) ; HATA KENICHIRO 国立成育医療研究センター, 周産期病態研究部, 部長 (60360335) ; TSUMURA HIDEKI 国立成育医療研究センター, 実験動物管理室, 室長 (20180052)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): UMEZAWA AKIHIRO 国立成育医療研究センター, 生殖・細胞医療研究部, 部長 (70213486)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000); Fiscal Year 2015: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2014: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000); Fiscal Year 2013: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
• Keywords: 生殖医学 / 着床前期胚 / 遺伝子発現パターン / ZGA / 新規遺伝子 / SCAN / 染色体ギャップ / 発現プロファイリング / ゲノム不安定性 / MEP50

Outline of Final Research Achievements

This study found novel mouse genes (e.g. Kzpi encoding KRAB zinc-finger and Zfpi encoding SCAN-zinc finger) exclusively and zygotically expressed in preimplantation embryos and ES cells. Kzpi-deficient mice showed smaller litter sizes. Interestingly, most imprinted genes were down regulated and the methylation levels of differentially methylated regions (DMRs) were decreased in homozygous ES cells. Kzpi was thus suggested to maintain DMRs against genome-wide demethylation in preimplantation embryos. However, transgenerational phenotypic attenuation of Kzpi-deficient mice was observed: normal methylation patterns of DMRs in Kzpi-deficient blastocyst and ES cells. Zfpi-deficient mice did not show any phenotype, but karyotype analysis revealed chromosomal gaps. Kzpi-deficient ES cells generated a teratoma composed of all the three-germ layer, but gave rise to embryonal carcinoma.

Research Products

• [Journal Article] Factors affecting pregnancy outcomes in young women treated with fertility-preserving therapy for well-differentiated endometrial cancer or atypical endometrial hyperplasia. (2016)
  • Author(s): Inoue O, Hamatani T, Susumu N, Yamagami W, Ogawa S, Takemoto T, Hirasawa A, Banno K, Kuji N, Tanaka M, Aoki D.
  • Journal Title: Reprod Biol Endocrinol Volume: 14(1) Issue: 1 Pages: 2-2
  • DOI: 10.1186/s12958-015-0136-7
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Pregnancy Outcomes After Abdominal Radical Trachelectomy for Early-Stage Cervical Cancer: A 13-Year Experience in a Single Tertiary-Care Center (2016)
  • Author(s): Kasuga Y, Nishio H, Miyakoshi K, Sato S, Sugiyama J, Matsumoto T, Tanaka K, Ochiai D, Minegishi K, Hamatani T, Iwata T, Morisada T, Nakamura M, Fujii T, Kuji N, Aoki D, Tanaka M
  • Journal Title: Int J Gynecol Cancer Volume: 26 Issue: 1 Pages: 163-168
  • DOI: 10.1097/igc.0000000000000571
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Clinical efficacy of a combination of Percoll continuous density gradient and swim-up techniques for semen processing in HIV-1 serodiscordant couples. (2016)
  • Author(s): Inoue O, Kuji N, Ito H, Yamada M, Hamatani T, Oyadomari A, Kato S, Hanabusa H, Isaka K, Tanaka M.
  • Journal Title: Asian J Androl Volume: in press
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Towards further optimization of preimplantation embryo culture media: From the viewpoint of somatic cell nuclear transfer (SCNT) and omics studies (2016)
  • Author(s): Mitsutoshi Yamada, Toshio Hamatani, Hidenori Akutsu, Mamoru Tanaka
  • Journal Title: Journal of Mammalian Ova Research Volume: in press
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Infertility etiologies are genetically and clinically linked with other diseases in single meta-diseases (2015)
  • Author(s): Tarín JJ, García-Pérez MA, Hamatani T, Cano A
  • Journal Title: Reprod Biol Endocrinol Volume: 13 Issue: 1 Pages: 31-31
  • DOI: 10.1186/s12958-015-0029-9
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 【オミックスが拓く生殖医学の未来】メタボロミクスを用いた胚発生の解析 (2015)
  • Author(s): 若松修平、山田満稔、浜谷敏生
  • Journal Title: HORMONE FRONTIER IN GYNECOLOGY Volume: 22(1) Pages: 25-30
• [Journal Article] 【着床】着床前期胚の着床ポテンシャル (2015)
  • Author(s): 上條慎太郎、浜谷敏生
  • Journal Title: HORMONE FRONTIER IN GYNECOLOGY Volume: 22(3) Pages: 19-28
• [Journal Article] Derivation of human decidua-like cells from amnion and menstrual blood (2014)
  • Author(s): Sugawara K, Hamatani T, Yamada M, Ogawa S, Kamijo S, Kuji N, Akutsu H, Miyado K, Yoshimura Y, Umezawa A
  • Journal Title: Sci Rep Volume: 4 Issue: 1 Pages: 4599-4599
  • DOI: 10.1038/srep04599
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Absence of CD9 reduces endometrial VEGF secretion and impairs uterine repair after parturition (2014)
  • Author(s): N Kawano, K Miyado, N Yoshii, S Kanai, H Saito, M Miyado, N Inagaki, Y Odawara, T Hamatani, A Umezawa
  • Journal Title: Scientific reports Volume: 4 Issue: 1 Pages: 4701-4701
  • DOI: 10.1038/srep04701
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Sexual satisfaction of infertile couples assessed using the Golombok-Rust Inventory of Sexual Satisfaction (GRISS). (2014)
  • Author(s): Shoji M, Hamatani T, Ishikawa S, Kuji N, Ohta H, Matsui H, Yoshimura Y.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 4 Issue: 1 Pages: 5203-5203
  • DOI: 10.1038/srep05203
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 【生殖医療の進歩と課題-安全性の検証から革新的知見まで】 ARTの安全性評価 ART児の発達・長期予後． (2014)
  • Author(s): 久慈直昭, 竹本崇史, 上條慎太郎, 戸田里実, 若松修平, 菅原かな, 小川誠司, 山田満稔, 浜谷敏生, 吉村泰典．
  • Journal Title: 臨床婦人科産科 Volume: 68(1) Pages: 107-113
• [Journal Article] 【生殖再生医学】 ES細胞より生殖細胞への分化 (2014)
  • Author(s): 上條慎太郎, 浜谷敏生
  • Journal Title: HORMONE FRONTIER IN GYNECOLOGY Volume: 21(2) Pages: 125-129
• [Journal Article] 【生殖再生医学】 ヒトクローンES細胞の樹立 (2014)
  • Author(s): 山田満稔, 浜谷敏生, 阿久津英憲, 福永朝子, 吉村泰典
  • Journal Title: HORMONE FRONTIER IN GYNECOLOGY Volume: 21(2) Pages: 117-120
• [Journal Article] 【生殖医療の進歩と課題-安全性の検証から革新的知見まで】 ARTの安全性評価 ART児の発達・長期予後． (2014)
  • Author(s): 久慈直昭, 竹本崇史, 上條慎太郎, 戸田里実, 若松修平, 菅原かな, 小川誠司, 山田満稔, 浜谷敏生, 吉村泰典．
  • Journal Title: 臨床婦人科産科 Volume: 68(1) Pages: 107-113
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Absence of CD9 reduces endometrial VEGF secretion and impairs uterine repair after parturition. (2014)
  • Author(s): Kawano N, Miyado K, Yoshii N, Kanai S, Saito H, Miyado M, Inagaki N, Odawara Y, Hamatani T, Umezawa A.
  • Journal Title: Sci Rep Volume: in press
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] β-catenin functions pleiotropically in differentiation and tumorigenesis in mouse embryo-derived stem cells (2013)
  • Author(s): Okumura N, Akutsu H, Sugawara T, Miura T, Takezawa Y, Hosoda A, Yoshida K, Ichida JK, Yamada M, Hamatani T, Kuji N, Miyado K, Yoshimura Y, Umezawa A
  • Journal Title: PLoS One Volume: 8(5) Issue: 5 Pages: 63265-63265
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0063265
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Reproductive and obstetric outcomes after radical abdominal trachelectomy for early-stage cervical cancer in a series of 31 pregnancies. (2013)
  • Author(s): Nishio H, Fujii T, Sugiyama J, Kuji N, Tanaka M, Hamatani T, Miyakoshi K, Minegishi K, Tsuda H, Iwata T, Tanaka K, Fukuchi T, Takehara Y, Yoshimura Y, Aoki D.
  • Journal Title: Hum Reprod Volume: 28 Issue: 7 Pages: 1793-1798
  • DOI: 10.1093/humrep/det118
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Age-associated telomere shortening in mouse oocytes (2013)
  • Author(s): Yamada-Fukunaga T, Yamada M, Hamatani T, Chikazawa N, Ogawa S, Akutsu H, Miura T, Miyado K, Tarin JJ, Kuji N, Umezawa A, Yoshimura Y
  • Journal Title: Reprod Biol Endocrinol Volume: 11 Issue: 1 Pages: 108-108
  • DOI: 10.1186/1477-7827-11-108
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] マウス加齢卵におけるテロメア長の解析． (2013)
  • Author(s): 山田（福永）朝子，浜谷敏生，山田満稔，久慈直昭，吉村泰典．
  • Journal Title: 日本生殖内分泌学会雑誌 Volume: 18 Pages: 5-10
  • NAID: 40020207204
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Successful Implantation After Controlling Matrix Metalloproteinase Activity in Uterine Cavity Flushing. (2013)
  • Author(s): Yoshii N, Hamatani T, Inagaki N, Hosaka T, Machiya R, Inoue O, Yoshimura Y, Odawara Y.
  • Journal Title: Reprod Biol Endocrinol Volume: 11 Issue: 1 Pages: 37-37
  • DOI: 10.1186/1477-7827-11-37
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 胚培養：メタボローム解析 (2016)
  • Author(s): 浜谷敏生
  • Organizer: 第12回ART生涯研修コース
  • Place of Presentation: ベルサール九段（東京都千代田区）
  • Year and Date: 2016-03-06
  • Invited
• [Presentation] ワークショップ20 「生殖」から読み解く哺乳類の生命現象」：卵の加齢メカニズム (2015)
  • Author(s): 浜谷敏生
  • Organizer: 第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会・合同大会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-12-01
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Highlight of ESHRE (2015)
  • Author(s): 浜谷敏生
  • Organizer: 第33回日本受精着床学会学術講演会
  • Place of Presentation: TFTホール（東京都江東区）
  • Year and Date: 2015-11-27
  • Invited
• [Presentation] マウス卵の加齢メカニズム (2015)
  • Author(s): 浜谷敏生
  • Organizer: 第26回メルク・セロノ平成不妊勉強会
  • Place of Presentation: 六本木アカデミーヒルズ（東京都港区）
  • Year and Date: 2015-06-25
  • Invited
• [Presentation] 子宮内膜におけるCD9の臨床的意義 (2015)
  • Author(s): 浜谷敏生
  • Organizer: 第13回JISARTシンポジウム
  • Place of Presentation: 都市センターホテル（東京都千代田区）
  • Year and Date: 2015-06-07
  • Invited
• [Presentation] シンポジウム「生殖技術の新たな展開－遺伝子解析からの視点」: マウス着床前期胚の網羅的遺伝子発現解析から得られたもの (2015)
  • Author(s): 浜谷敏生
  • Organizer: 第56回日本卵子学会学術講演会
  • Place of Presentation: 栃木県総合文化センター（栃木県宇都宮市）
  • Year and Date: 2015-05-30
• [Presentation] Matrix metalloproteinasesと子宮内着床環境 (2015)
  • Author(s): 井上治，浜谷敏生，吉井紀子，佐々木拓幸，竹本崇史，若松修平，上條慎太郎，小川誠司，菅原かな，小田原靖，田中守，青木大輔
  • Organizer: 第60回日本生殖医学会学術講演会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2015-04-28
• [Presentation] ワークショップ「高品質胚生産のための体外培養系と評価」: 胚培養液のメタボローム解析 ～胚発生と脂肪酸代謝～ (2015)
  • Author(s): 浜谷敏生
  • Organizer: 第60回日本生殖医学会学術講演会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2015-04-28
• [Presentation] CD9欠損に因る子宮内膜上皮再生障害と着床不全 (2015)
  • Author(s): 浜谷敏生，吉井紀子，井上治，上條慎太郎，小川誠司，菅原かな，齋藤英和，梅澤明弘，小田原靖，宮戸健二，田中守，青木大輔
  • Organizer: 第67回日本産科婦人科学会学術講演会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2015-04-10
• [Presentation] 着床前期胚培養における脂肪酸の有用性 (2015)
  • Author(s): 若松修平，浜谷敏生，山田満稔，阿久津英憲，佐々木拓之，竹本崇史，戸田里実，山田朝子，小川誠司，小田原靖，田中守，青木大輔
  • Organizer: 第67回日本産科婦人科学会学術講演会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2015-04-10
• [Presentation] HIV感染精液におけるウィルス洗浄の効果検討（密度勾配溶剤の影響） (2015)
  • Author(s): 由島道郎，久慈 直昭, 嶋田 秀仁, 長谷川 瑛, 伊東 宏絵, 田中 守, 浜谷 敏生, 吉村 泰典, 井坂 惠一
  • Organizer: 第67回日本産科婦人科学会学術講演会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2015-04-10
• [Presentation] CD9と着床不全 (2014)
  • Author(s): 浜谷敏生，吉井紀子，町田礼，井上治，佐々木拓幸，竹本崇史，若松修平，戸田里実，上條慎太郎，小川誠司，菅原かな，梅澤明弘，小田原靖，宮戸健二，田中守．
  • Organizer: 第59回日本生殖医学会学術講演会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2014-12-04 – 2014-12-05
• [Presentation] 不妊治療後妊娠における対児回避感情のリスク因子． (2014)
  • Author(s): 竹本崇史、浜谷敏生、若松修平、戸田里実、上條慎太郎、菅原かな、井上治、小川誠司、末岡浩、吉村泰典．
  • Organizer: 第148回関東生殖医学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2014-05-10
• [Presentation] ヒト間葉系幹細胞から子宮内膜間質様細胞への分化誘導． (2014)
  • Author(s): 菅原かな，浜谷敏生，小川誠司，山田満稔，上條慎太郎，竹本崇史，戸田里実，若松修平，久慈直昭，阿久津英憲，梅澤明弘，青木大輔．
  • Organizer: 第66回日本産科婦人科学会学術講演会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2014-04-18 – 2014-04-20
• [Presentation] 着床前期胚において特異的に発現する新規SCAN-zinc finger遺伝子 Zfp371 のノックアウトマウスおよびノックアウト胚性幹細胞における機能解析 (2014)
  • Author(s): 小川誠司，浜谷敏生，阿久津英憲，山田満稔，菅原かな，井上治，戸田里実，若松修平，梅澤明弘，久慈直昭，青木大輔，吉村泰典．
  • Organizer: 第66回日本産科婦人科学会学術講演会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2014-04-18 – 2014-04-20
• [Presentation] 着床前期胚において特異的に発現する新規SCAN-zinc finger遺伝子Zfp371の解析．
  • Author(s): 小川誠司, 浜谷敏生, 阿久津英憲, 山田満稔, 奥村典子, 菅原かな, 井上治, 福永朝子, 梅澤明弘, 久慈直昭, 青木大輔, 吉村泰典．
  • Organizer: 第65回日本産科婦人科学会学術講演会
  • Place of Presentation: 札幌
• [Presentation] ヒト間葉系幹細胞から子宮内膜間質細胞への分化誘導．
  • Author(s): 菅原かな, 浜谷敏生, 小川誠司, 山田満稔, 奥村典子, 福永朝子, 井上治, 上條慎太郎, 久慈直昭, 梅澤明弘, 青木大輔, 吉村泰典．
  • Organizer: 第65回日本産科婦人科学会学術講演会
  • Place of Presentation: 札幌
• [Presentation] β-カテニンは分化多能性に必須でありその機能不全は悪性胚細胞腫瘍発生に関与している．
  • Author(s): 奥村典子, 阿久津英憲, 浜谷敏生, 山田満稔, 菅原かな, 小川誠司, 井上治, 上條慎太郎, 梅澤明弘, 久慈直昭, 青木大輔, 吉村泰典．
  • Organizer: 第65回日本産科婦人科学会学術講演会
  • Place of Presentation: 札幌
• [Presentation] マウスES細胞におけるβ-cateninの多面的役割．
  • Author(s): 奥村典子, 阿久津英憲, 菅原亨, 三浦巧, 竹澤侑希, 細田明弘, 吉田恵一, Ichida Justin K., 山田満稔, 浜谷敏生, 宮戸健二, 久慈直昭, 梅澤明弘, 吉村泰典．
  • Organizer: 第54回日本卵子学会大会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] キャピラリー電気泳動-飛行時間型質量分析法(CE-TOFMS)を用いたマウス着床前期胚培養液のメタボローム解析．
  • Author(s): 浜谷敏生, 山田満稔, 高梨和美, 平山明由, 阿久津英憲, 福永朝子, 小川誠司, 菅原かな, 篠田幸作, 曽我朋義, 久慈直昭, 梅澤明弘, 冨田勝, 吉村泰典．
  • Organizer: 第54回日本卵子学会大会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] キャピラリー電気泳動-飛行時間型質量分析法(CE-TOFMS)を用いたマウス着床前期胚培養液のメタボローム解析．
  • Author(s): 若松修平, 山田満稔, 浜谷敏生, 阿久津英憲, 竹本崇史, 戸田里実, 上條慎太郎, 小川誠司, 菅原かな, 久慈直昭, 吉村泰典．
  • Organizer: 第58回日本生殖医学会
  • Place of Presentation: 神戸
• [Presentation] 着床前期特異的新規遺伝子Kzpiを欠失させた胚性幹細胞(ES細胞)の機能解析．
  • Author(s): 上條慎太郎, 浜谷敏生, 阿久津英憲, 小川誠司, 菅原かな, 片岡典子, 山田満稔, 久慈直昭, 吉村泰典．
  • Organizer: 第58回日本生殖医学会
  • Place of Presentation: 神戸
• [Presentation] 着床前期胚において特異的に発現する新規SCAN-zinc finger遺伝子Zfp371の解析．
  • Author(s): 小川誠司, 浜谷敏生, 阿久津英憲, 山田満稔, 奥村典子, 菅原かな, 井上おさむ, 山田朝子, 上條慎太郎, 久慈直昭, 吉村泰典．
  • Organizer: 第58回日本生殖医学会
  • Place of Presentation: 神戸
• [Presentation] ヒト間葉系幹細胞から子宮内膜間質様細胞への分化誘導．
  • Author(s): 菅原かな, 浜谷敏生, 小川誠司, 山田満稔, 山田朝子, 上條慎太郎, 竹本崇史, 戸田里実, 若松修平, 久慈直昭, 阿久津英憲, 梅澤明弘, 吉村泰典．
  • Organizer: 第58回日本生殖医学会
  • Place of Presentation: 神戸
• [Remarks] 着床前期胚発生におけるゲノム若返り機構の解明
  • URL: http://www.obgy.med.keio.ac.jp/04research/02rep-phy.html