2023 Fiscal Year Final Research Report

Development of diagnostic method for implantation failure focusing on histone modification of the endometrium

Research Project

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Project/Area Number	22K19596
Research Category	Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Medium-sized Section 56:Surgery related to the biological and sensory functions and related fields
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	Osuga Yutaka 東京大学, 医学部附属病院, 教授 (80260496)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	廣田泰東京大学, 医学部附属病院, 教授 (40598653) 藍川志津東京大学, 医学部附属病院, 特任研究員 (80884577) 赤枝俊東京大学, 医学部附属病院, 届出研究員 (10898084)
Project Period (FY)	2022-06-30 – 2024-03-31
Keywords	子宮内膜 / ヒストンメチル化 / 活性化胚盤胞 / 着床能 / 着床不全 / エピゲノム調節
Outline of Final Research Achievements	We investigated the implantation mechanism by histone modification in the endometrium. In human endometrium during the implantation stage, increased expression of H3K27me3 target genes occurred in the implantation failure group. H3K27me3 modifying enzyme EZH2 was decreased in the human implantation failure group. Mouse endometrial epithelium immediately after implantation expressed H3K27me3 and genes related to cell proliferation. Genes related to the H3K27me3 pathway and its regulator PRC2 were decreased in the implantation failure group. Uterine-specific EZH2-deficient mice exhibited implantation failure accompanied by abnormal endometrial cell proliferation and impaired embryonic invasion during the implantation stage. In the mouse endometrium during the implantation stage, Ezh2 suppressed the expression of cell cycle genes, particularly those involved in mitosis, through H3K27me3 modification.
Free Research Field	産婦人科
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	生物学としても臨床医学としても未解明な着床に着目し、子宮内で起こる子宮のエピゲノム変化の意義を示した。特に、「子宮内膜のエピゲノム調節機構による胚着床」は世界的にも十分に検証されていない新しい発想であったことから、今まで解明されていなかったヒト着床期子宮内膜の機能的マーカーを新規に見出すことができた。本研究の成果により、子宮内膜のエピゲノム調節が子宮内環境を整え、子宮と胚の相互作用による胚着床の成立を可能にしていることが明らかとなった。本研究により着床の科学的理解が促進され、子宮内膜の着床能バイオマーカーを見出すことができた。今後の研究により、着床不全の治療法開発への進展が大いに期待される。