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2023 Fiscal Year Annual Research Report

ヒト胎盤形成のエピゲノム制御と母体-胎盤間分子シグナルコミュニケーションの理解

Research Project

Project/Area Number 21H04834
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

有馬 隆博  東北大学, 医学系研究科, 名誉教授 (80253532)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 柴田 峻  東北大学, 医学系研究科, 助教 (40885670)
小林 枝里  東北大学, 医学系研究科, 助教 (70634971)
Project Period (FY) 2021-04-05 – 2025-03-31
Keywordsヒト胎盤 / 胎盤幹細胞 / オルガノイド / 妊娠高血圧症候群 / 母体-胎児間相互作用
Outline of Annual Research Achievements

近年の晩婚化と出産年齢の高齢化により、胎盤のエピゲノムに異常を呈す妊娠高血圧症候群(HDP)の発症頻度が、年々増加傾向を示している。本研究では、胎盤のエピゲノムの異常が、いかなる分子機構を介して、疾患発症に関与するのかを明らかにすることを目的としている。そのため、正常なヒト胎盤およびHDP由来胎盤オルガノイドモデルを作製した後、子宮内膜細胞と共培養し、モデル内のエピゲノム制御機構について比較し、母体と胎盤間のシグナル伝達経路の違いについて明らかにする。具体的には、1)ヒト胚盤胞様構造物(ブラストイド)と子宮内膜細胞を共培養し、母体内で胎盤発生と分化を高度に模倣する三次元モデルを作製し、母体-胎盤間の分子ネットワークを包括的に理解すること 2)エピゲノム異常を示すHDPの病態を再現するモデルを作製し、エピゲノム変異を明らかにすることである。本年度(3年目)は、胚モデル(ブラストイド)と子宮内膜オルガノイド(内膜上皮と間質、血管網を付加)モデルを共培養し、ヒト胚着床オルガノイドモデルの創出に成功し、論文発表した(Shibata et al. Science Advances. 2024)。また、分娩後のHDP由来の胎盤より、未分化な細胞性栄養膜細胞を純化精製し、その細胞を用いて疾患由来TS細胞株を樹立した(10例)。その際、妊娠満期の栄養膜細胞からTS細胞を樹立するためには、転写因子SALL4が必要であることを明らかにした。また、樹立したTS細胞は、高頻度にKIP2領域のLOHを認めたため、ShRNA(KIP2)を遺伝子導入し、LOHを回避することを示した。さらに、HDP由来TS細胞では、VEGFやPGF(胎盤成長因子)の血管新生因子が減少し、そのレセプターである遊離型ソフブルFLT1(sFLT1)が増加することを示した。加えて、子宮内膜への浸潤能が低いことが示唆された(投稿準備中)。

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: 5 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Book (1 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 / Int'l Joint Research
  • [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

    • DOI

      10.1126/sciadv.adi4819

    • 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 of the United States of America

      Volume: 120 Pages: e2311372120

    • DOI

      10.1073/pnas.2311372120

    • Peer Reviewed / Open Access / 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] 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 / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Modeling Embryo Endometrial Interface Recapitulating Human Embryo Implantation2023

    • Author(s)
      Shun Shibata, Luis A. E. Nagai, Akira Oike, Eri H. Kobayashi, Norio Kobayashi, Ryuichiro Nakato, Mikita Suyama, Hiroaki Okae, Takahiro Arima
    • Organizer
      IHEC Annual Meeting 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ヒト胎盤発生過程におけるエピジェネティクス制御と疾患との関連-ヒトTS細胞を用いた基礎的な研究-2023

    • Author(s)
      有馬 隆博
    • Organizer
      第43回日本妊娠高血圧学会学術集会
    • Invited
  • [Presentation] 胎児-母体アセンブロイドを用いたin vitroにおけるヒト胚着床現象の再現2023

    • Author(s)
      柴田 峻, 遠藤俊, 大池輝, 小林枝里, Luis Augusto Eijy Nagai, 中戸隆一郎, 岡江寛明, 有馬隆博
    • Organizer
      第41回日本受精着床学会総会・学術講演会
  • [Presentation] ヒト胎盤幹細胞におけるエピジェネティクス制御と着床オルガノイドモデルの創出2023

    • Author(s)
      有馬 隆博
    • Organizer
      第31回日本胎盤学会学術集会
    • Invited
  • [Book] 産婦人科の実際2023

    • Author(s)
      柴田 峻, 小林 枝里, 有馬 隆博
    • Total Pages
      870
    • Publisher
      金原出版(株)

URL: 

Published: 2024-12-25  

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