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子宮内ゲノムダイナミクスによるウシ胎盤形成メカニズムの解明と応用

研究課題

研究課題/領域番号 20H03133
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分42010:動物生産科学関連
研究機関東京薬科大学

研究代表者

草間 和哉  東京薬科大学, 薬学部, 講師 (30579149)

研究分担者 堀 正敏  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (70211547)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2023年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2022年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
キーワード胎盤 / トロホブラスト / 着床 / 内在性レトロウイルス / ウシ / 細胞融合 / 内在性レトロウイルス因子
研究開始時の研究の概要

正常なウシの胎盤形成には、受精胚および胎盤の構成細胞であるトロホブラスト細胞の融合が必須である。しかしながら、胎盤形成に必須のトロホブラスト細胞の融合機構の詳細は未だ不明である。そこで本研究は、ウシ特異的内在性レトロウイルス因子(ERVs)発現を中心に、ウシトロホブラスト細胞融合の分子メカニズム、胚着床によるゲノムの状態変化、子宮内環境の細胞融合への影響、ウシ融合トロホブラスト細胞の役割について解析することで、子宮内で起こるトロホブラスト細胞の融合機構から胎盤形成・妊娠維持のメカニズムを明らかにする。この成果は、早期胚死滅の原因解明および抑止につながり、畜産基盤を強固にする基礎研究となる。

研究成果の概要

ウシの妊娠率は低下の一途をたどっており、その改善には至っていない。原因として胎盤形成不全が考えられるが、その機序は不明である。本研究は、ウシ胎盤トロホブラスト細胞において内在性レトロウイルス由来因子(ERVs)発現調節機構と胎盤形成の関与を明らかにするため、全遺伝子を精査した。その結果、ウシ胎盤組織において2種のERVs因子が着床を境に胎盤形成に必要な2核トロホブラスト細胞に発現することを明らかにした。さらにそれは転写因子PPARγが関与していることを同定した。さらに細胞にPPARγ活性化刺激を与えると、ERVs遺伝子発現が上昇し、2核細胞を増加させた。着床後のウシ胚でも同様の変化が見られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、妊娠の維持に必須の胎盤形成のメカニズムの一端を明らかにした。胎盤形成においてその構成細胞であるトロホブラストの2核化が多くみられる。しかしながらその形成機序は不明であった。本成果は、機能が未だ不明な内在性レトロウイルス由来因子(ERVs)が関与しており、それらをPPARγ活性化により制御できることを明らかにした。これは、畜産現場で問題となっている着床・胎盤形成不全による早期胚死滅の原因解明および、その抑止につながる成果である。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 2件、 査読あり 16件、 オープンアクセス 15件)

  • [雑誌論文] Global analyses and potential effects of extracellular vesicles on the establishment of conceptus implantation during the peri-implantation period2023

    • 著者名/発表者名
      NAKAMURA Keigo、KUSAMA Kazuya、HORI Masatoshi、IMAKAWA Kazuhiko
    • 雑誌名

      Journal of Reproduction and Development

      巻: 69 号: 5 ページ: 246-253

    • DOI

      10.1262/jrd.2023-044

    • ISSN
      0916-8818, 1348-4400
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Progressive Exaptation of Endogenous Retroviruses in Placental Evolution in Cattle2023

    • 著者名/発表者名
      Sakurai Toshihiro、Kusama Kazuya、Imakawa Kazuhiko
    • 雑誌名

      Biomolecules

      巻: 13 号: 12 ページ: 1680-1680

    • DOI

      10.3390/biom13121680

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Expression of NFIL3 and CEBPA regulated by IFNT induced-PGE2 in bovine endometrial stromal cells during the pre-implantation period2023

    • 著者名/発表者名
      Rulan Bai, Kazuya Kusama, Yuta Matsuno, Hanako Bai, Toshihiro Sakurai, Koji Kimura, Kazuhiko Imakawa
    • 雑誌名

      Frontiers in Endocrinology

      巻: 14 ページ: 1075030-1075030

    • DOI

      10.3389/fendo.2023.1075030

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Endogenous Retroviruses and Placental Evolution, Development, and Diversity2022

    • 著者名/発表者名
      Imakawa Kazuhiko、Kusama Kazuya、Kaneko-Ishino Tomoko、Nakagawa So、Kitao Koichi、Miyazawa Takayuki、Ishino Fumitoshi
    • 雑誌名

      Cells

      巻: 11 号: 15 ページ: 2458-2458

    • DOI

      10.3390/cells11152458

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Toll-like receptor signaling pathway triggered by inhibition of serpin A1 stimulates production of inflammatory cytokines by endometrial stromal cells2022

    • 著者名/発表者名
      Kusama Kazuya、Satoyoshi Ayaka、Azumi Mana、Yoshie Mikihiro、Kojima Junya、Mizuno Yumi、Ono Masanori、Nishi Hirotaka、Kajihara Takeshi、Tamura Kazuhiro
    • 雑誌名

      Frontiers in Endocrinology

      巻: 13 ページ: 966455-966455

    • DOI

      10.3389/fendo.2022.966455

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Endoplasmic reticulum stress-regulated high temperature requirement A1 (HTRA1) modulates invasion and angiogenesis-related genes in human trophoblasts2022

    • 著者名/発表者名
      Kanoko Yoshida, Kazuya Kusama, Mana Azumi, Mikihiro Yoshie, Kiyoko Kato,Kazuhiro Tamura
    • 雑誌名

      Journal of Pharmacological Sciences

      巻: 150 号: 4 ページ: 267-274

    • DOI

      10.1016/j.jphs.2022.10.003

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Characterization of Serum Metabolome and Proteome Profiles Identifies SNX5 Specific for Pregnancy Failure in Holstein Heifers2022

    • 著者名/発表者名
      Kusama Kazuya、Bai Rulan、Matsuno Yuta、Ideta Atsushi、Sakurai Toshihiro、Nagaoka Kentaro、Hori Masatoshi、Imakawa Kazuhiko
    • 雑誌名

      Life

      巻: 12 号: 2 ページ: 309-309

    • DOI

      10.3390/life12020309

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Alpha 1 Antitrypsin Regulates Trophoblast Syncytialization and Inflammatory Factor Expression2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshida K, Yano A, Kusama K, Ishikawa G, Tamura K
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 23 号: 4 ページ: 1955-1955

    • DOI

      10.3390/ijms23041955

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 反芻動物の着床期における細胞外分泌小胞エクソソームの役割と展望2021

    • 著者名/発表者名
      中村 圭吾, 草間 和哉, 須田 義人, 堀 正敏, 今川 和彦
    • 雑誌名

      日本畜産学会報

      巻: 92 号: 2 ページ: 131-139

    • DOI

      10.2508/chikusan.92.131

    • NAID

      130008063823

    • ISSN
      1346-907X, 1880-8255
    • 年月日
      2021-05-25
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Alpha-1 Antitrypsin-Induced Endoplasmic Reticulum Stress Promotes Invasion by Extravillous Trophoblasts2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Kanoko、Kusama Kazuya、Fukushima Yuta、Ohmaru-Nakanishi Takako、Kato Kiyoko、Tamura Kazuhiro
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 号: 7 ページ: 3683-3683

    • DOI

      10.3390/ijms22073683

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Endometrial epithelial?mesenchymal transition (EMT) by menstruation-related inflammatory factors during hypoxia2021

    • 著者名/発表者名
      Kusama K、Fukushima Y、Yoshida K、Sakakibara H、Tsubata N、Yoshie M、Kojima J、Nishi H、Tamura K
    • 雑誌名

      Molecular Human Reproduction

      巻: 27 号: 6

    • DOI

      10.1093/molehr/gaab036

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Day 7 Embryos Change the Proteomics and Exosomal Micro-RNAs Content of Bovine Uterine Fluid: Involvement of Innate Immune Functions2021

    • 著者名/発表者名
      Kusama K, Rashid MB, Kowsar R, Marey MA, Talukder AK, Nagaoka K, Shimada M, Khatib H, Imakawa K, Miyamoto A
    • 雑誌名

      Frontiers in genetics

      巻: 12 ページ: 676791-676791

    • DOI

      10.3389/fgene.2021.676791

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Senolytic treatment modulates decidualization in human endometrial stromal cells2021

    • 著者名/発表者名
      Kusama Kazuya、Yamauchi Naoya、Yoshida Kanoko、Azumi Mana、Yoshie Mikihiro、Tamura Kazuhiro
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 571 ページ: 174-180

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.07.075

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The effect of bta-miR-26b in intrauterine extracellular vesicles on maternal immune system during the implantation period2021

    • 著者名/発表者名
      Nakamura K, Kusama K, Hori M, Imakawa K
    • 雑誌名

      Biochemical and biophysical research communications

      巻: 573 ページ: 100-106

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.08.019

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] PGE2 and Thrombin Induce Myofibroblast Transdifferentiation via Activin A and CTGF in Endometrial Stromal Cells.2021

    • 著者名/発表者名
      Kusama K, Fukushima Y, Yoshida K, Azumi M, Yoshie M, Mizuno Y, Kajihara T, Tamura K.
    • 雑誌名

      Endocrinology

      巻: 162 号: 12

    • DOI

      10.1210/endocr/bqab207

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Emerging Role of Extracellular Vesicles in Embryo-Maternal Communication throughout Implantation Processes2020

    • 著者名/発表者名
      Nakamura K, Kusama K, Suda Y, Fujiwara H, Hori M, Imakawa K
    • 雑誌名

      International journal of molecular sciences

      巻: 21 号: 15 ページ: 5523-5523

    • DOI

      10.3390/ijms21155523

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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