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着床前期胚発生は、受精、胚性ゲノム活性化、コンパクション、胚盤胞腔の形成、内細胞塊と栄養外胚葉への分化および分化全能性の獲得など、生殖生物学及び再生医学において極めて重要な事象を含む。本研究では、着床前期胚に特異的に発現する新規遺伝子Hmgpに注目し、着床前期胚の分割停止モデル、あるいは着床不全モデルの作成とその分子生物学的機構の解明を目指す。
Hmgpは胚性ゲノムの活性化に伴い胚性に転写される一方、着床後には転写されなかった。HMGPタンパクはmRNAレベルから遅れて4細胞期から発現し、以後の着床前期胚のすべての期間を通して高い発現を持続した。興味深いことにHMGPタンパクは胚盤胞の内細胞塊および栄養外胚葉の両方に発現し、胚盤胞期において細胞質から核内へと局在を移行させた。このことは胚盤胞期以前と以後でHmgpが異なる機能を有していることを示唆する。siRNA(siHmgp)を用いてHmgpの転写レベルを抑制すると、着床前期胚の胚発生の低下および着床不全を引き起こした。さらにHmgpの転写抑制は胚性幹細胞の樹立につながる胚盤胞のin vitro outgrowthを低下させた。
これらの解析結果から初期胚発生においてHmgpが重要な役割を果たしていることが明らかとなった。今後ノックアウトマウスの作製、あるいは、Hmgpが結合するcofactorや上流、下流の遺伝子ネットワークを解析することにより、Hmgpの機能解明に努めたい。
さらには着床前期胚特異的に発現する遺伝子の研究は、初期胚発生の分子メカニズム、ES細胞の樹立あるいは未分化性および分化多能性を規定する分子メカニズムの解明に大きく貢献できると考えられる。さらには不妊症の病因メカニズムを分子レベルで解明し、生殖医療の向上に寄与すると考えられる。
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