Elucidation of blastocyst-derived signals that induce uterine AREG expression

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K06459
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 平手 良和 東京医科歯科大学, 統合研究機構, 講師 (70342839)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 着床不全 / マウス

Outline of Annual Research Achievements

本研究計画の目的は、胚盤胞と子宮との間で働く着床シグナルのうち、胚盤胞由来の最初期のシグナル、すなわち着床開始シグナルの分子的実体を明らかにすることである。その候補として胚盤胞由来のトリプシン様プロテアーゼに着目した。プロテアーゼが子宮管腔上皮の上皮性ナトリウムチャネル（ENaC）に作用し、細胞内に流入したナトリウムイオンが子宮管腔上皮の脱分極させることで電位依存性カルシウムチャネルを活性化させ、カルシウムイオンの流入を引き起こす。これが刺激となって着床部位における着床関連の遺伝子発現を引き起こすという仮説があるが、このシグナルカスケードを開始する胚盤胞由来のトリプシン様プロテアーゼについてはまだ明らかにされていない。
本研究は、胚盤胞RNA-seqデータを解析することで、この着床開始シグナルとして働くプロテアーゼ遺伝子の絞り込みを行った。
UniProtから抽出した遺伝子の発現を接合子から胚盤胞までのステージで解析したところ、桑実胚以降で発現が上昇した遺伝子としてPrss8、St14、Dpp7が見つかった。これらについて胚盤胞期の栄養外胚葉細胞での発現を解析したところ、Dpp7の発現は低く、Prss8とKlk7の発現が高いこと、またクラスター解析において同じクラスターに分類されることが分かった。先行研究では、ENaCの活性化に働くプロテアーゼとして、prostasin（Prss8）、transmembrane protease serine 4（Tmprss4）、matriptase（St14）、cathepsin B（Ctsb）、kallikrein（Klkファミリー）、plasmin（Plg）などが報告されているが、子宮上皮においてENaCを活性化する遺伝子は報告されていない。本解析により選出されたKlk7とPrss8はENaC活性化因子として着床開始に関与している可能性が示唆された。