着床率向上のための子宮内膜への有効な機械的刺激方法の確立と機序解明

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K09762
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 内田 浩 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (90286534)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 丸山 哲夫 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 准教授 (10209702) ; 内田 明花 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (60445236)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 着床

Outline of Annual Research Achievements

我が国の生殖補助医療における着床率の改善を目的として、『胚着床における母体側の子宮内膜上皮細胞・間質細胞の機械的破壊によって漏出する細胞内容および（あるいは）破壊された子宮内膜組織の再構築プロセスが、胚の着床に有利に寄与する』という、子宮内膜への機械的刺激が着床率を向上させる機序の仮説証明を本研究の目的としている。
ヒト着床研究における倫理的制約を避け、定量的解析を実施する目的で機能解析には、Ishikawa細胞（高分化型子宮内膜がん細胞株：子宮内膜上皮細胞[EEC;endometrial epithelial cell] モデル）、THEC細胞（不死化子宮内膜間質細胞株：子宮内膜間質細胞[ESC; endometrial stromal cell] モデル）、JAR細胞（ヒト絨毛がん細胞株）spheroid（胚モデル）を用い、着床解析には in vitro 着床アッセイ（Uchida et al. J Biol Chem 2012）を採用した。
EECモデルを機械的に破壊して（ホモジナイズ法あるいはビーズ破砕法）細胞内容液を添加して、in vitro 着床モデルでの胚接着率、胚伸展面積（胚貫入率を反映した指標）を比較検討した結果、一部条件下において有意差をもった胚接着率、胚伸展面積の向上が認められた。至適濃度の存在下では、有意に着床率を向上させており、ヒト着床には胚成育によって胚からエクソソームをもって培養環境に放出されると考えられる因子群による着床率への合理的な作用が働く説とともに、子宮内膜上皮細胞層の胚による破壊によって得られる液性因子も合理的に働く可能性を示唆した。
同様の実験モデルにおいて、EECモデル細胞の運動能も一部亢進させるデータが得られており、上記仮説を支持する結果となっている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

前年度、EECモデル細胞の破砕によって得られる細胞内容液添加により、胚着床率、胚貫入率に有意差をもった変化が得られると想定していたものの、濃度依存的な変化が認められなかったこと、再現性に一部不確定なところが見られたことを検証し、ばらつきの少ないデータを得るための条件設定に難航したこと。
およびCOVID-19感染拡大により学内での慎重な実験遂行環境を整えることに時間を要したため。

Strategy for Future Research Activity

ヒト着床において、胚貫入の際に破砕され再構築されるのは子宮内膜の上皮細胞（EEC）に限らず間質細胞（ESC）にも及ぶため、初年度で実施した細胞内容液添加による胚や子宮内膜細胞の細胞動態の変化を EEC モデルに限定せず、ESCモデルへ拡大し（当初計画案にも盛り込まれているもの）、胚と間質細胞とのinteraction にも着目する。
さらに、今年度に得られたin vitroでの着床改善促進因子として得られた液性因子（サイトカイン）数種による胚とESCとのinteractionに関する解析を並行して進めていく。

Causes of Carryover

COVID-19 の感染拡大にともない、学内の安全を確保した実験環境の整備構築に時間をかけたため、研究期間が短縮した。そのため、研究の進捗に遅れが生じたことで、必然的に購入試薬などの資金投入も順次日延べとなっていった結果として次年度に使用額をスライドした。
研究環境は整っているので、今後特段のCOVID-19の影響が出ない限り、繰越分も含めて研究を加速させて使用する見込み。