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2023 Fiscal Year Annual Research Report

ヒト胎盤幹細胞を用いた革新的な周産期疾患モデリング

Research Project

Project/Area Number 21H03072
Research InstitutionKumamoto University

Principal Investigator

岡江 寛明  熊本大学, 発生医学研究所, 教授 (10582695)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords胎盤 / 妊娠高血圧症候群 / CRISPR / 栄養膜幹細胞
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、ヒト胎盤幹細胞(TS細胞)を活用し、妊娠20週以降の高血圧と臓器障害を特徴とする妊娠高血圧腎症の発症機構に迫ることである。昨年度までに、転写因子の一過性発現と、細胞増殖抑制因子のノックダウンを組み合わせることで、妊娠中期以降の胎盤から効率良くTS細胞を樹立する手法を確立した。本年度は、正常TS細胞14例をコントロールとして、早発型妊娠高血圧腎症20例より樹立した疾患特異的TS細胞の表現型解析を行った。その結果、疾患特異的TS細胞において、血管新生調節因子の分泌異常や、絨毛外栄養膜細胞の浸潤異常が観察された。さらに、典型的な表現型を示した疾患特異的TS細胞を3ライン選び、RNA-seq解析、ヒストン修飾のCUT&TAG解析、DNAメチル化解析を行った。正常TS細胞のエピゲノム状態との比較を行った結果、疾患特異的TS細胞のヒストン修飾やDNAメチル化状態はほぼ正常であることが明らかとなった。また、マイクロアレイを用いたSNP解析も行ったが、疾患特異的なSNPを同定することはできなかった。上記の研究に加え、妊娠高血圧腎症への関与が指摘されている2つの転写因子(GCM1とDLX3)をノックアウトしたヒトTS細胞を作製し、これらの転写因子が絨毛外栄養膜細胞や合胞体栄養膜細胞への分化に必須であることを明らかにした。ChIP-seq解析やHiChIP解析を組み合わせることでGCM1とDLX3のターゲット予測を行い、成果を論文化した(PNAS 2023)。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (10 results)

All 2024 2023

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Trophoblast stem cell-based organoid models of the human placental barrier2024

    • Author(s)
      Hori Takeshi、Okae Hiroaki、Shibata Shun、Kobayashi Norio、Kobayashi Eri H.、Oike Akira、Sekiya Asato、Arima Takahiro、Kaji Hirokazu
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 15 Pages: 962

    • DOI

      10.1038/s41467-024-45279-y

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Modeling embryo-endometrial interface recapitulating human embryo implantation2024

    • Author(s)
      Shibata Shun、Endo Shun、Nagai Luis A. E.、H. Kobayashi Eri、Oike Akira、Kobayashi Norio、Kitamura Akane、Hori Takeshi、Nashimoto Yuji、Nakato Ryuichiro、Hamada Hirotaka、Kaji Hirokazu、Kikutake Chie、Suyama Mikita、Saito Masatoshi、Yaegashi Nobuo、Okae Hiroaki、Arima Takahiro
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 10 Pages: eadi4819

    • DOI

      10.1126/sciadv.adi4819

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Regulation of human trophoblast gene expression by endogenous retroviruses2023

    • Author(s)
      Frost Jennifer M.、Amante Samuele M.、Okae Hiroaki、Jones Eleri M.、Ashley Brogan、Lewis Rohan M.、Cleal Jane K.、Caley Matthew P.、Arima Takahiro、Maffucci Tania、Branco Miguel R.
    • Journal Title

      Nature Structural & Molecular Biology

      Volume: 30 Pages: 527~538

    • DOI

      10.1038/s41594-023-00960-6

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Extravillous trophoblast cell lineage development is associated with active remodeling of the chromatin landscape2023

    • Author(s)
      Varberg Kaela M.、Dominguez Esteban M.、Koseva Boryana、Varberg Joseph M.、McNally Ross P.、Moreno-Irusta Ayelen、Wesley Emily R.、Iqbal Khursheed、Cheung Warren A.、Schwendinger-Schreck Carl、Smail Craig、Okae Hiroaki、Arima Takahiro、Lydic Michael、Holoch Kristin、Marsh Courtney、Soares Michael J.、Grundberg Elin
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 14 Pages: 4826

    • DOI

      10.1038/s41467-023-40424-5

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] CRISPR screening in human trophoblast stem cells reveals both shared and distinct aspects of human and mouse placental development2023

    • Author(s)
      Shimizu Takanori、Oike Akira、Kobayashi Eri H.、Sekiya Asato、Kobayashi Norio、Shibata Shun、Hamada Hirotaka、Saito Masatoshi、Yaegashi Nobuo、Suyama Mikita、Arima Takahiro、Okae Hiroaki
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 120 Pages: e2311372120

    • DOI

      10.1073/pnas.2311372120

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ヒト栄養膜幹細胞を用いた胎盤研究2024

    • Author(s)
      岡江寛明
    • Organizer
      第4回 有性生殖学会
    • Invited
  • [Presentation] 遺伝子機能にもとづくヒトとマウス胎盤の進化的対応関係の理解2023

    • Author(s)
      岡江寛明
    • Organizer
      第41回日本受精着床学会総会・学術講演会
    • Invited
  • [Presentation] Disease modeling with human trophoblast stem cells2023

    • Author(s)
      岡江寛明
    • Organizer
      The 18th International Symposium of the Institute Network for Biomedical Sciences
    • Invited
  • [Presentation] 遺伝子からひも解くヒトとマウス胎盤の対応関係2023

    • Author(s)
      岡江寛明
    • Organizer
      第68回日本生殖医学会学術講演会
    • Invited
  • [Presentation] ヒトとマウス胎盤の対応関係の理解2023

    • Author(s)
      岡江寛明
    • Organizer
      新学術・全能性 第5回公開シンポジウム

URL: 

Published: 2024-12-25  

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