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2023 年度 実績報告書

ヒト胎盤形成のエピゲノム制御と母体-胎盤間分子シグナルコミュニケーションの理解

研究課題

研究課題/領域番号 21H04834
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, 名誉教授 (80253532)

研究分担者 柴田 峻  東北大学, 医学系研究科, 助教 (40885670)
小林 枝里  東北大学, 医学系研究科, 助教 (70634971)
研究期間 (年度) 2021-04-05 – 2025-03-31
キーワードヒト胎盤 / 胎盤幹細胞 / オルガノイド / 妊娠高血圧症候群 / 母体-胎児間相互作用
研究実績の概要

近年の晩婚化と出産年齢の高齢化により、胎盤のエピゲノムに異常を呈す妊娠高血圧症候群(HDP)の発症頻度が、年々増加傾向を示している。本研究では、胎盤のエピゲノムの異常が、いかなる分子機構を介して、疾患発症に関与するのかを明らかにすることを目的としている。そのため、正常なヒト胎盤およびHDP由来胎盤オルガノイドモデルを作製した後、子宮内膜細胞と共培養し、モデル内のエピゲノム制御機構について比較し、母体と胎盤間のシグナル伝達経路の違いについて明らかにする。具体的には、1)ヒト胚盤胞様構造物(ブラストイド)と子宮内膜細胞を共培養し、母体内で胎盤発生と分化を高度に模倣する三次元モデルを作製し、母体-胎盤間の分子ネットワークを包括的に理解すること 2)エピゲノム異常を示すHDPの病態を再現するモデルを作製し、エピゲノム変異を明らかにすることである。本年度(3年目)は、胚モデル(ブラストイド)と子宮内膜オルガノイド(内膜上皮と間質、血管網を付加)モデルを共培養し、ヒト胚着床オルガノイドモデルの創出に成功し、論文発表した(Shibata et al. Science Advances. 2024)。また、分娩後のHDP由来の胎盤より、未分化な細胞性栄養膜細胞を純化精製し、その細胞を用いて疾患由来TS細胞株を樹立した(10例)。その際、妊娠満期の栄養膜細胞からTS細胞を樹立するためには、転写因子SALL4が必要であることを明らかにした。また、樹立したTS細胞は、高頻度にKIP2領域のLOHを認めたため、ShRNA(KIP2)を遺伝子導入し、LOHを回避することを示した。さらに、HDP由来TS細胞では、VEGFやPGF(胎盤成長因子)の血管新生因子が減少し、そのレセプターである遊離型ソフブルFLT1(sFLT1)が増加することを示した。加えて、子宮内膜への浸潤能が低いことが示唆された(投稿準備中)。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Trophoblast stem cell-based organoid models of the human placental barrier2024

    • 著者名/発表者名
      Hori Takeshi、Okae Hiroaki、Shibata Shun、Kobayashi Norio、Kobayashi Eri H.、Oike Akira、Sekiya Asato、Arima Takahiro、Kaji Hirokazu
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 15 ページ: 962

    • DOI

      10.1038/s41467-024-45279-y

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Modeling embryo-endometrial interface recapitulating human embryo implantation2024

    • 著者名/発表者名
      Shibata Shun、Endo Shun、Nagai Luis A. E.、H. Kobayashi Eri、Oike Akira、Kobayashi Norio、Kitamura Akane、Hori Takeshi、Nashimoto Yuji、Nakato Ryuichiro、Hamada Hirotaka、Kaji Hirokazu、Kikutake Chie、Suyama Mikita、Saito Masatoshi、Yaegashi Nobuo、Okae Hiroaki、Arima Takahiro
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 10

    • DOI

      10.1126/sciadv.adi4819

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] CRISPR screening in human trophoblast stem cells reveals both shared and distinct aspects of human and mouse placental development2023

    • 著者名/発表者名
      Shimizu Takanori、Oike Akira、Kobayashi Eri H.、Sekiya Asato、Kobayashi Norio、Shibata Shun、Hamada Hirotaka、Saito Masatoshi、Yaegashi Nobuo、Suyama Mikita、Arima Takahiro、Okae Hiroaki
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

      巻: 120 ページ: e2311372120

    • DOI

      10.1073/pnas.2311372120

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Extravillous trophoblast cell lineage development is associated with active remodeling of the chromatin landscape2023

    • 著者名/発表者名
      Varberg Kaela M.、Dominguez Esteban M.、Koseva Boryana、Varberg Joseph M.、McNally Ross P.、Moreno-Irusta Ayelen、Wesley Emily R.、Iqbal Khursheed、Cheung Warren A.、Schwendinger-Schreck Carl、Smail Craig、Okae Hiroaki、Arima Takahiro、Lydic Michael、Holoch Kristin、Marsh Courtney、Soares Michael J.、Grundberg Elin
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 14 ページ: 4826

    • DOI

      10.1038/s41467-023-40424-5

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [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: 30 ページ: 527~538

    • DOI

      10.1038/s41594-023-00960-6

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Modeling Embryo Endometrial Interface Recapitulating Human Embryo Implantation2023

    • 著者名/発表者名
      Shun Shibata, Luis A. E. Nagai, Akira Oike, Eri H. Kobayashi, Norio Kobayashi, Ryuichiro Nakato, Mikita Suyama, Hiroaki Okae, Takahiro Arima
    • 学会等名
      IHEC Annual Meeting 2023
    • 国際学会
  • [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と疾患との関連-ヒトTS細胞を用いた基礎的な研究-2023

    • 著者名/発表者名
      有馬 隆博
    • 学会等名
      第43回日本妊娠高血圧学会学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] 胎児-母体アセンブロイドを用いたin vitroにおけるヒト胚着床現象の再現2023

    • 著者名/発表者名
      柴田 峻, 遠藤俊, 大池輝, 小林枝里, Luis Augusto Eijy Nagai, 中戸隆一郎, 岡江寛明, 有馬隆博
    • 学会等名
      第41回日本受精着床学会総会・学術講演会
  • [学会発表] ヒト胎盤幹細胞におけるエピジェネティクス制御と着床オルガノイドモデルの創出2023

    • 著者名/発表者名
      有馬 隆博
    • 学会等名
      第31回日本胎盤学会学術集会
    • 招待講演
  • [図書] 産婦人科の実際2023

    • 著者名/発表者名
      柴田 峻, 小林 枝里, 有馬 隆博
    • 総ページ数
      870
    • 出版者
      金原出版(株)

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公開日: 2024-12-25  

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