マウス母体内における2細胞期胚の割球間競合の抑制機構と意義の解明

Publicly Offered Research

Project Area	Program of totipotency: From decoding to designing
Project/Area Number	22H04673
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Biological Sciences
Research Institution	Fukushima Medical University (2023) Osaka University (2022)
Principal Investigator	橋本昌和福島県立医科大学, 医学部, 准教授 (60580496)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000) Fiscal Year 2023: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2022: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Keywords	割球間競合 / エピブラスト / 全能性
Outline of Research at the Start	in vitroにおいてマウス２細胞期の割球間に差がうまれる原因を解明することを目的とする。また、in vivoつまり母体内では割球間競合を抑制する意義を突き止めることを目的とする。これらの研究目的が達成されたあかつきには、母体内では割球間競合が起こらないように抑制し、２細胞期胚の全能性を担保することで効率的な個体発生を実現するメカニズムを理解することができる。
Outline of Annual Research Achievements	マウス２細胞期胚の割球は等価でともに全能性を持つか？という問題は長年において議論の的となり、実験的に検証されてきた。しかし、その検証実験の対象はE3.5相当の初期胚盤胞における内部細胞塊の位置や胎盤原基である栄養外胚葉への分化のバイアスがあるか否かであった。本研究課題代表者はこれまでに、マウス胚２細胞期の割球を異なる蛍光でラベルし、その後の発生過程におけるそれぞれの娘細胞の動態を追ってきた。in vivoで発生した場合は２細胞期の両割球がE4.5相当の後期胚盤胞のエピブラストを含めた全ての組織に寄与するのに対し、in vitroで発生した場合では２細胞期の割球は胚体外組織については両割球が寄与するものの、エピブラストではどちらか片割球由来の細胞のみが寄与することを発見した。古典的な発生生物学的実験から、マウスの２細胞期胚の割球を分離しても、それぞれが後期胚盤胞まで発生しエピブラストを形成することから、in vitroでは２細胞期の片割球のみが全能性を失う「割球間競合」が起きていることが示唆された。また、in vivoにおいても2細胞期の片割球のみがエピブラストに寄与する系を確立し、その出生に至るまでの発生率を検証したところ、コントロールに比べて著しく低下することを見出した。この結果は哺乳類の効率的な発生にはエピブラストが両割球由来である方が望ましく、母体内では割球間競合を抑制していることを示唆している。これらの結果から母体内では割球間競合が起こらないように抑制し、２細胞期胚の両割球が胚体部に寄与することで効率的な個体発生を実現するメカニズムの存在が示唆された。
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。