マウス着床前胚におけるエピブラスト形成機構の解明

Research Project

Project/Area Number	23K27181
Project/Area Number (Other)	23H02488 (2023)
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Multi-year Fund (2024) Single-year Grants (2023)
Section	一般
Review Section	Basic Section 44020:Developmental biology-related
Research Institution	Fukushima Medical University (2024) Osaka University (2023)
Principal Investigator	橋本昌和福島県立医科大学, 医学部, 准教授 (60580496)
Project Period (FY)	2024-04-01 – 2028-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help	¥18,200,000 (Direct Cost: ¥14,000,000、Indirect Cost: ¥4,200,000) Fiscal Year 2027: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000) Fiscal Year 2026: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000) Fiscal Year 2025: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000) Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000) Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords	エピブラスト
Outline of Research at the Start	多細胞生物の発生では、ゆらぎにより個々の細胞の分化状態などに一時的なばらつきが生じる。そのようなばらつきを解消し、発生を正確に進める機構の理解は発生生物学において重要な課題の一つである。その解消機構の一つの手段として、不適応な細胞を認識し排除することが挙げられる。本研究では申請者自身が独自に見出した、マウス着床前胚の多能性幹細胞であるエピブラストが形成される際の品質管理機構をモデルとし、不適応な細胞が出現するがそれを排除する機構・またその排除機構の後期発生・生後の活動における生理的意義を解明する。
Outline of Annual Research Achievements	多細胞生物の発生では、ゆらぎにより個々の細胞の分化状態などに一時的なばらつきが生じる。その解消機構の一つの手段として、不適応な細胞を認識し排除することが挙げられる。マウスのエピブラストは着床前の胚盤胞期に内部細胞塊から作られ、将来の個体のすべての細胞の元となる重要な多能性幹細胞である。このエピブラストは、はじめ10個程度の細胞集団として形成されるため、それら全てが高い多能性を有しており、少数でも多能性の低い細胞があると後の発生や生後へ悪影響を及ぼす可能性がある。そのため、エピブラストは個々の細胞が高く均質な多能性を有している必要があると考えられ、その実現のために多くの不適応細胞を排除していることを独自に見出してきた。そこで本研究課題ではマウス着床前胚の多能性幹細胞であるエピブラストが形成される際の品質管理機構をモデルとし、不適応な細胞が出現するがそれを排除する機構・またその排除機構の後期発生・生後の活動における生理的意義を解明することを目的とした。本年度はエピブラストが形成される過程において不適応な細胞が排除される分子機構において重要な役割を果たすと考えられる生化学シグナルを同定した。また、このシグナルが細胞死にいたる分子機構を明らかにするため、下流候補因子のノックアウトマウスの解析を行った。また、不適応細胞排除機構の生理的意義を検証するため、着床前期のみで細胞死を抑制可能な遺伝子組み換えマウスの開発を進めた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason エピブラストにおける不適応細胞排除機構の分子メカニズムを順当に明らかにすることができている。また、ES細胞レベルで細胞死を制御することができたことから、本研究課題の目的である細胞排除機構の解明及び生理的意義の解明ともにおおむね順調に進展しているといえる。
Strategy for Future Research Activity	不適応細胞排除機構についてシグナル入力というきっかけから細胞死という最終段階に至るまでの分子機構を明らかにする。現在細胞死を制御可能になったES細胞をマウスとして系統化する。