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ヒト胎盤幹細胞を用いた胚着床オルガノイドの創出と着床不全細胞治療への挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 21K19546
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分56:生体機能および感覚に関する外科学およびその関連分野
研究機関東北大学

研究代表者

有馬 隆博  東北大学, 医学系研究科, 教授 (80253532)

研究分担者 小林 記緒  東北大学, 医学系研究科, 助教 (10803885)
小林 枝里  東北大学, 医学系研究科, 助教 (70634971)
研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード生殖補助医療(ART) / 胚着床不全 / 胎盤幹細胞 / オルガノイド
研究開始時の研究の概要

晩婚化や初産の高齢化により、生殖補助医療(ART)を選択する患者数は、年々増加傾向にある。しかし、その成功率は改善の余地があり、着床不全の課題がクローズアップされている。我々が独自に樹立に成功したヒト胎盤幹(TS)細胞は、免疫不全マウスに移植すると、着床時にみられる細胞が出現する。そのため、TS細胞は、着床の分子メカニズムの解明だけでなく、着床不全に対する細胞治療として、有用な細胞と期待できる。本研究では、ヒト胚着床オルガノイドモデルを作製し、着床期の分子機構について理解を深めると共に、着床率向上に向けた世界初の細胞療法の有効性について検討する。

研究成果の概要

ART不成功例の主要因は着床不全が指摘されている。現状では有効な治療法は存在していない。本研究では、ヒト胎盤幹(TS)細胞の着床不全に対する有効性を、in vitroにて検証するため、ヒト胚盤胞様構造物(ブラストイド)と子宮内膜細胞の共存した胚着床オルガノイドモデルを作製し、このモデルを基に、ヒトTS細胞の付加による着床率の向上(1.8倍)を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、ES細胞に対して自己組織化を促すことで、原腸形成や三胚葉分化などの胚発生過程を模倣するモデルが報告されている。しかしながら、これらのモデルには胎盤系譜の細胞群が欠落しているため、着床後の発生における胎盤発生のモデルにはならない。本研究の最大の特色は、独自に開発したヒトTS細胞の培養技術と遺伝子情報を活用し、世界初の胚着床オルガノイドモデルを作製する点である。またヒトTS細胞は、着床不全に対する革新的な細胞療法として新規性が高く、その期待度も高い。またこのTS療法は、妊娠成功率の飛躍的な向上を図るための先進医療として、少子化対策に貢献するイノベーションになると期待できる。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 8件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 6件、 招待講演 6件) 図書 (7件)

  • [雑誌論文] Regulation of human trophoblast gene expression by endogenous retroviruses2023

    • 著者名/発表者名
      Frost Jennifer M.、Amante Samuele M.、Okae Hiroaki、Jones Eleri M.、Ashley Brogan、Lewis Rohan M.、Cleal Jane K.、Caley Matthew P.、Arima Takahiro、Maffucci Tania、Branco Miguel R.
    • 雑誌名

      Nature Structural & Molecular Biology

      巻: - 号: 4 ページ: 527-538

    • DOI

      10.1038/s41594-023-00960-6

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] CITED2 is a conserved regulator of the uterine-placental interface.2023

    • 著者名/発表者名
      Kuna Marija、Dhakal Pramod、Iqbal Khursheed、Dominguez Esteban M.、Kent Lindsey N.、Muto Masanaga、Moreno-Irusta Ayelen、Kozai Keisuke、Varberg Kaela M.、Okae Hiroaki、Arima Takahiro、Sucov Henry M.、Soares Michael J.
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 120 号: 3 ページ: 120-123

    • DOI

      10.1073/pnas.2213622120

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] The microRNA cluster C19MC confers differentiation potential into trophoblast lineages upon human pluripotent stem cells2022

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Norio、Okae Hiroaki、Hiura Hitoshi、Kubota Naoto、Kobayashi Eri H.、Shibata Shun、Oike Akira、Hori Takeshi、Kikutake Chie、Hamada Hirotaka、Kaji Hirokazu、Suyama Mikita、Bortolin-Cavaill? Marie-Line、Cavaill? J?r?me、Arima Takahiro
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1 ページ: 3071-3071

    • DOI

      10.1038/s41467-022-30775-w

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Highly rigid H3.1/H3.2-H3K9me3 domains set a barrier for cell fate reprogramming in trophoblast stem cells2022

    • 著者名/発表者名
      Hada M, Miura H, Tanigawa A, Matoba S, Inoue K, Ogonuki N, Hirose M, Watanabe N, Nakato R, Fujiki K, Hasegawa A, Sakashita A, Okae H, Miura K, Shikata D, Arima T, Shirahige K, Hiratani I, Ogura A.
    • 雑誌名

      Genes Dev

      巻: 36 号: 1-2 ページ: 84-102

    • DOI

      10.1101/gad.348782.121

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] The multifaceted role of GCM1 during trophoblast differentiation in the human placenta2022

    • 著者名/発表者名
      Jeyarajah Mariyan J.、Jaju Bhattad Gargi、Kelly Rachel D.、Baines Kelly J.、Jaremek Adam、Yang Fei-Hung P.、Okae Hiroaki、Arima Takahiro、Dumeaux Vanessa、Renaud Stephen J.
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 119 号: 49

    • DOI

      10.1073/pnas.2203071119

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Intersection of regulatory pathways controlling hemostasis and hemochorial placentation2021

    • 著者名/発表者名
      Muto Masanaga、Chakraborty Damayanti、Varberg Kaela M.、Moreno-Irusta Ayelen、Iqbal Khursheed、Scott Regan L.、McNally Ross P.、Choudhury Ruhul H.、Aplin John D.、Okae Hiroaki、Arima Takahiro、Matsumoto Shoma、Ema Masatsugu、Mast Alan E.、Grundberg Elin、Soares Michael J.
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 118 号: 50

    • DOI

      10.1073/pnas.2111267118

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] ASCL2 reciprocally controls key trophoblast lineage decisions during hemochorial placenta development2021

    • 著者名/発表者名
      Varberg Kaela M.、Iqbal Khursheed、Muto Masanaga、Simon Mikaela E.、Scott Regan L.、Kozai Keisuke、Choudhury Ruhul H.、Aplin John D.、Biswell Rebecca、Gibson Margaret、Okae Hiroaki、Arima Takahiro、Vivian Jay L.、Grundberg Elin、Soares Michael J.
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 118 号: 10

    • DOI

      10.1073/pnas.2016517118

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Epi-mutations for spermatogenic defects by maternal exposure to di(2-ethylhexyl) phthalate2021

    • 著者名/発表者名
      Tando Y, Hiura H, Takehara A, Ito-Matsuoka Y, Arima T, Matsui Y.
    • 雑誌名

      Elife .

      巻: 28

    • DOI

      10.7554/elife.70322

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ヒト胎盤発生過程におけるエピジェネティクス制御2022

    • 著者名/発表者名
      有馬隆博
    • 学会等名
      第25回小児分子内分泌研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] マルチオミックス解析による妊娠高血圧症候群の胎盤特性2022

    • 著者名/発表者名
      遠藤俊, 柴田峻, 大池輝, 小林枝里, 岡江寛明, 有馬隆博.
    • 学会等名
      第30回日本胎盤学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Critical role of genomic imprinting in human placental development2022

    • 著者名/発表者名
      Okae H, Arima T
    • 学会等名
      The International Symposium "Totipotency and Germ Cell Development"
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Activation of the miRNA cluster C19MC confers differentiation potential into trophoblast lineages upon human pluripotent stem cells2022

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi N, Okae H, Kaji H, Suyama M, Arima T
    • 学会等名
      IHEC2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ヒト胚着床モデル-母胎アセンブロイド-の開発2021

    • 著者名/発表者名
      柴田峻、岡江寛明、有馬隆博
    • 学会等名
      ART FORUM’21 生殖の分子機構への新たなアプローチ
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 生殖医学研究の最前線 進歩し続ける基礎研究2021

    • 著者名/発表者名
      岡江寛明、有馬隆博.
    • 学会等名
      66th生殖医学会学術講演会・総会:シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 臨床婦人科産科2022

    • 著者名/発表者名
      濱田裕貴, 宮内尚子, 有馬隆博.
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      医学書院
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] ARTラボ 生殖補助医療の必須知識とラボテクニック2022

    • 著者名/発表者名
      服部裕充, 有馬隆博.
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      中外医学社
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] 生殖補助医療とエピゲノム疾患2021

    • 著者名/発表者名
      樋浦仁、服部裕充、有馬隆博
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      株式会社メディカルドゥ
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] ヒト胎盤発生と幹細胞2021

    • 著者名/発表者名
      柴田峻、岡江寛明、有馬隆博
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      医学書院(金原出版)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] ヒト初期発生におけるエピジェネティクス2021

    • 著者名/発表者名
      岡江寛明、有馬隆博
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      羊土社
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] トロホブラスト幹細胞と展開2021

    • 著者名/発表者名
      小林枝里、岡江寛明、有馬隆博
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      メディカルレビュー社
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] ヒトTS細胞を用いた胎盤疾患モデルの構築2021

    • 著者名/発表者名
      大池 輝, 小林 枝里, 小林 記緒, 柴田 峻, 岡江 寛明, 北村 茜, 宮内 尚子, 有馬 隆博
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      北隆館/ニューサイエンス社
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-07-13   更新日: 2024-01-30  

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