2019 Fiscal Year Research-status Report
Study on the role of EGAM1 homeoproteins during mammalian embryogenesis
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19K06373
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| Research Institution | Akita Prefectural University |
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Principal Investigator |
小林 正之 秋田県立大学, 生物資源科学部, 教授 (50211909)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ホメオタンパク質 / マウス / 初期発生 / 細胞分化 / 転写因子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. 本申請者は、マウス胚より新規転写因子EGAM1ホメオタンパク質群 (３種) を発見した。本研究の目的は、胚発生における当該タンパク質群の本質的な役割と遺伝子発現調節メカニズム、組織形成との関連について具体的な例を示すことにより、胚発生や細胞機能を制御する新たな分子基盤として統合的に理解すること、である。これにより、子宮への胚着床の安定性とその後の流産との関連を追及するための研究基盤を確立する。
令和元年度は以下に示した成果を得た。
2. 当該タンパク質群による多能性の獲得機構について解析する：マウスiPS細胞の誘導における，当該タンパク質群の機能を詳細に解析する必要がある。そこで，従来より知られているTetシステムに加え，令和元年度は，Cumateシステムにより作出したマウスiPS細胞（CumiPS細胞）について，胚様体形成法により三胚葉への分化能を検証した。その結果，複数の分化マーカー遺伝子とタンパク質の発現を検証したところ，三胚葉への分化能を示すことを実証した。これにより、当該タンパク質群の機能を解析する技術基盤を整備することができた。
3. 当該タンパク質群と組織形成との関連について、in vitro胎盤形成モデル系を構築することにより解明する。：ES細胞は，胎盤形成に重要な転写因子を強制発現させない限り，胎盤幹（TS）細胞に分化転換できないことが知られている。これまでの研究成果により，EGAM1NもしくはEGAM1Cを強制発現させたES細胞からTS細胞に酷似した細胞（分化転換TS細胞）が得られている。令和元年度は，得られた分化転換TS細胞の性質について検証したところ，TS細胞のマーカー（複数）の発現が認められた。また，エピゲノム状態を検証したところ，ES細胞型からTS細胞型に転換していることが示された。当該タンパク質群は、胎盤形成に関与することを強く示唆する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
マウスiPS細胞の誘導技術を応用した研究により，EGAM1ホメオタンパク質群による多能性の獲得機構について重要な知見を既に得ている。令和元年度の研究成果により，当該タンパク質群と多能性獲得機構との関連を精査するに適した遺伝子発現調節システムを確立し，査読付原著論文（国際）として投稿した。また，令和元年度の成果において，分化転換TS細胞にかかる分化転換プロトコールを確立したこと，得られた分化転換TS細胞の性質を示すことに成功した。これにより，当該タンパク質群とマウス初期胚に含まれる，胎盤前駆細胞の成立と維持の関係について“直接的”とも言える強力な関係があることを実証することに成功した。ただし，分化転換TS細胞の特性について，次年度以降も更に詳細に検証する必要がある。所期の目標設定に照らしてみて，これらの進捗状況はほぼ適切である。
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| Strategy for Future Research Activity |
1.EGAM1ホメオタンパク質群による多能性の獲得機構について，マウスiPS細胞の成立過程，ウシiPS細胞の成立過程をモデルとして精査する予定である。
2.当該タンパク質群と胎盤形成との関連については，分化転換TS細胞について，その細胞特性・分化特性を精査する予定である。これにより，胎盤前駆細胞の形成と当該タンパク質群の関連について，より，直接的な知見を得る。
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| Causes of Carryover |
「胚発生時の細胞運命の決定におけるEGAM1ホメオタンパク質群の本質的な役割の解明：マウス胚の細胞運命の決定における当該タンパク質群の関与を解明するために、アンチセンスモルフォリノオリゴによる遺伝子発現阻害法を使ってノックダウンした胚を作製する。胚を免疫染色してマーカータンパク質を検出し、胚を構成する細胞群の形成不全がおこるか定量的に調べる。」については、次年度に持ち越した。そのため、次年度使用額が生じた。
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