胚と母体の相互作用再現を目的とした試験管内子宮内環境基盤の構築
| Project Area | A new foundation for primate developmental biology |
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| Project/Area Number |
20H05762
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (III)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
高島 康弘 京都大学, iPS細胞研究所, 講師 (70469930)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中家 雅隆 滋賀医科大学, 動物生命科学研究センター, 特任助教 (90805459)
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| Project Period (FY) |
2020-10-02 – 2023-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥38,090,000 (Direct Cost: ¥29,300,000、Indirect Cost: ¥8,790,000)
Fiscal Year 2022: ¥13,390,000 (Direct Cost: ¥10,300,000、Indirect Cost: ¥3,090,000)
Fiscal Year 2021: ¥12,350,000 (Direct Cost: ¥9,500,000、Indirect Cost: ¥2,850,000)
Fiscal Year 2020: ¥12,350,000 (Direct Cost: ¥9,500,000、Indirect Cost: ¥2,850,000)
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| Keywords | 子宮内膜 / 霊長類 / 着床 / 初期発生 / 幹細胞 / 子宮内膜細胞 / 子宮間質細胞 / オルガノイド |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、子宮内環境を試験管内で構築し、霊長類初期発生を試験管内で正確に再現する基盤を構築する。構築した試験管内の子宮環境下で胚発生を行い、霊長類着床後初期発生の基盤を構築する。遺伝子改変の評価と解析を試験管内レベルで可能とする。
試験管内で可視化が可能かつ操作可能な霊長類発生学研究基盤を構築し、伝統的な発生学の手法を取り込みつつ、着床後霊長類発生学の新機軸を作ることに貢献する。また臓器形成期まで試験管内で胚発生させることを目指し、再生医学への展開を試みる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
妊娠合併症の約15%は胎盤あるいは子宮内・胚体外組織に原因があるとされる。また10組に１組は不妊治療を行っていることも知られている。質の高い受精卵を子宮内に戻した場合ですら流産する場合は多く、胚のみならず子宮も含めた包括的な理解が重要である。しかしながら、ヒト生体内における着床は妊娠しているかも不明な時期であり、生体で研究することは困難である。本研究の目的は、ブラックボックスである霊長類の着床機構、脱落膜化機構、着床期以降の胚発生を試験管内で再構築し、分子メカニズム明らかにし、霊長類着床後発生学の基盤を構築することである。
今日まで着床期以降に関する研究はマウスが主であった。しかしヒトとマウスは、子宮の構造、ホルモン応答性等、差異があり、マウスの知見をヒトに応用することは必ずしも適切ではない。ヒトに近い非ヒト霊長類を用いて胚発生をサポートできる機能的な子宮内膜モデルを構築する。
本年度はカニクイザル三次元子宮内膜構造を試験管内で構築することを目標とし、研究を計画した。実際、カニクイザル子宮試料から子宮内膜間質細胞と子宮内膜上皮細胞オルガノイドを別々に培養し、維持・増殖させることに成功した。また標本を作製した。
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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
カニクイザル三次元子宮内膜構造を試験管内で構築することを目標とし、研究を計画した。実際、カニクイザル子宮試料から子宮内膜間質細胞と子宮内膜上皮細胞オルガノイドを別々に培養し、維持・増殖させることに成功した。また標本を作製した。
おおむね計画通りに研究は進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度までに子宮内膜オルガノイド・間質細胞の培養に成功しており、今後はカニクイザル子宮内膜上皮および間質の網羅的遺伝子発現解析を実施し、子宮内膜増殖期・子宮内膜分泌期・妊娠期の各ステージにおける遺伝子変化を解析する。また樹立した試験管内子宮内膜オルガノイド・間質細胞における遺伝子発現も解析し、primary細胞との遺伝子発現を比較解析する。樹立したオルガノイド・間質細胞がどの程度in vivoを反映しているのかを明らかにする。ヒトにおける子宮内膜上皮・間質の遺伝子発現と比較することで、ヒト・カニクイザルという同じ霊長類における種間での類似点・相違点を明らかにする。さらに下記を実施する。
１子宮内膜間質層の構築
着床は胚が母体子宮内膜に対合、接着、浸潤する現象であり、接着するのみではなく、胚が子宮間質内に潜り込み成立する。着床現象を試験管内で再現するためには200μm以上の厚みを持った子宮内膜間質層が必要であり、三次元培養に適した足場が必要である。子宮内膜間質細胞の三次元培養する培養系を立ち上げる。さらには、血管内皮細胞を共培養し、毛細血管網を有する子宮内膜間質層を構築する。
２三次元子宮内膜モデルの構築
三次元子宮内膜間質層上に子宮内膜上皮細胞を融合させ、機能的な上皮層を形成する。子宮内膜上皮細胞の共培養は、三次元子宮内膜上皮オルガノイドを1細胞にバラバラにすることから始める方法と新規に開発予定の2次元培養の両方からアプローチする。
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Report
(1 results)
Research Products
(9 results)
