2019 Fiscal Year Research-status Report
桑実胚organoidを用いたin vitro着床モデルの開発
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19K18685
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
阿部 高也 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 技師 (10720609)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | in vitro着床モデル / 桑実胚オルガノイド / 着床 / 胎盤形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトやマウスの形態形成において、着床から始まる胎盤形成は非常に重要な発生過程の一つであるが、着床後の胚と子宮間で行われる相互作用や胎盤形成の分化メカニズムなど不明な点が多く残されている。その原因として試験管内(in vitro)モデルや効果的な遺伝子解析手法が十分に確立されていないためであると考えている。本研究計画ではマウス胚性幹細胞を用いた桑実胚オルガノイド(受精卵を使用せず細胞から構築する擬似桑実胚)の開発およびそれを用いたin vitro着床モデルの開発を行う。最終的な目標としてこれらを組み合わせた解析法により、着床から胎盤形成における胚体外組織の分化メカニズムの解明を目指す。
初年度はin vitro着床モデルの開発を中心に着手した。子宮組織は子宮上皮細胞層と間質層からなる層構造からなっている。間質には間質細胞が存在しており、着床後に胚の発生に必要な因子を供給することが知られている。この層構造をin vitroで構築するため、子宮上皮幹細胞と間質細胞の単離および培養法の確立を行った。マウスの子宮より上皮幹細胞を単離して培養する方法を確立した。この細胞は複数回の継代や凍結保存することができる。同様に間質細胞も単離培養する方法を確立したが、その都度に生体から採り出して培養をする必要がある(初代培養)。現在はin vitroで子宮組織の層構造を構築するため三次元培養に取り組んでいる。
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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
In vitroで擬似的な子宮組織を三次元培養法を用いて再現するため、子宮組織を構成しており着床に重要な役割をしている子宮上皮細胞幹細胞と間質細胞の単離を試みた。マウス子宮組織を異なる方法で処理することで、それぞれの細胞集団を効率よく単離することに成功した。上皮幹細胞は継代や凍結保存が可能であるが、現状では間質細胞は成体から採取後の初代培養に限られる。in vitroで三次元層構造をつくるために間質に代わる材料など技術的な部分を検討した。
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| Strategy for Future Research Activity |
In vitro着床モデルの開発においては、三次元培養の層構造に必要な間質組織の代わりとなる材料について検討を進める。また受精卵が子宮へ着床するためには母体側が受精卵を受け入れられる状態である必要があり、それはホルモンにより制御されていることが知られている。子宮組織の構造だけを試験管内で再現しても着床は不可能であり、マウス受精卵が着床できる子宮内の環境についても今後検討する必要がある。三次元培養により擬似子宮組織をin vitroで再現することができたら実際にマウス受精卵を用いて着床させることができるか検討する予定である。
一方、桑実胚オルガノイドの開発では胚性幹細胞を新たに樹立するための準備を進めている。桑実胚オルガノイドを樹立させ、偽妊娠マウスへ移植することにより、桑実胚オルガノイドが着床することができるかの評価を行う予定である。
最終的には擬似子宮組織と桑実胚オルガノイドを用いてin vitroで着床を再現させることを目指す。
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