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2017 年度 実績報告書

細胞外微小環境を介した体軸形成原理の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26291053
研究機関地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪母子医療センター(研究所)

研究代表者

松尾 勲  地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪母子医療センター(研究所), 病因病態部門, 部長 (10264285)

研究分担者 吉田 千春  地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪母子医療センター(研究所), 病因病態部門, 主任研究員 (60360666)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2019-03-31
キーワード発生・分化 / 細胞外マトリックス / マウス胚 / 前後軸形成 / 着床 / 基底膜
研究実績の概要

哺乳動物初期胚においては、周辺の細胞表面や基底膜などに存在する細胞外マトリックス(ECM)分子と分泌性シグナル因子が構成する細胞外微小環境を介して細胞の挙動や運命が支配されている。特に前後軸形成過程では、短時間で細胞の配列や胚内での位置がダイナミックに変化しているが、ECMの実体やそれが担っている細胞非自律的な機能は不明な点が多い。本研究では、マウス前後軸形成過程で、ECMによって構成される微小環境が、胚発生にどのような影響を与えるのか解明することを目的に研究を行っている。
平成29年度については、下記の内容を明らかにした。
着床直後のマウス胚は、ライヘルト膜とよばれる基底膜(コラーゲン、ラミニン、ヘパラン硫酸プロテオグリカン等から構成されている)で覆われている。現在までに、①ラミニンa1欠損マウス胚では、この基底膜が失われていること、②着床後の胚性5.5日目までは正常に発生できること、③しかし、胚性6.5日目には、大きく胚が変形する(胚が前後軸方向に成長しない)ことが確認された。そこで、ラミニン分子と細胞外で結合するジストログリカン変異マウスを導入し、ジストログリカン欠損胚についても解析をすすめた。その結果、④ジストログリカン欠損胚では、ECMである基底膜が一部で破れていること、⑤胚の細胞は、基底膜の破れから外へと飛び出すこと、⑥更には、胚本体の形状自体も大きく変形していることを見いだした。⑦実際、基底膜を持つ胚と持たない胚をゲル内でin vitroで培養したところ、基底膜を持たない胚では胚の形状が大きく変形したが、基底膜で覆われた胚では、かなり正常な形状を維持できることが分かった。
以上の結果から、基底膜が胚を取り囲むことで、胚の発生・成長に必須な機能を果たしている可能性が示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

今年度についても、当初の研究計画に沿って研究は進めることができた。その結果、ECMから構成される基底膜が着床直後のマウス胚の発生に果たす新規な機能について、ほぼ明確な答えを得られる段階にまでに研究を進展させることができた。来年度中には、原著論文として投稿する予定である。

今後の研究の推進方策

現在までに、ECM分子を欠損したマウス胚の表現型解析から、基底膜の機能について明らかにしつつある。来年度も継続して、ECMによって構成される細胞外微小環境が、どのように体軸形成を制御しているのか明らかにする。特に、基底膜分子の有無によってin vitro培養した胚がどのように異なるのかより詳細な解析を進めることで最終的な結論を得たい。以上の解析結果を踏まえたうえで、得られた研究成果を原著論文として投稿する予定である。

次年度使用額が生じた理由

平成26年度に遂行予定であった一部の実験を27年度へと変更した結果、人件費や研究に必要な物品費などが平成26年度から27年度以降にずれこんだことによる。平成27年度以降は、ほぼ計画通りに使用している。
平成30年度は、投稿予定の論文についてより定量的なデータを示すことが予想されるため、実験に必要な物品費やその他研究成果公表費用などに使用する予定である。

次年度使用額の使用計画

30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] INSERM(FRANCE)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      INSERM
  • [学会発表] GRHL3 triggers epithelial morphogenesis from differentiation in uncommitted ectodermal progenitors during neural tube2018

    • 著者名/発表者名
      Chiharu Kimura-Yoshida, Kyoko Mochida, Takeomi Mizutani, Isao Matsuo
    • 学会等名
      International Young Scientists Workshop on Neural Development & Stem Cells 2018
  • [学会発表] Surface ectoderm specification of uncommitted ectodermal progenitors in the neural plate border is crucial for neural tube closure2017

    • 著者名/発表者名
      Chiharu Kimura-Yoshida, Isao Matsuo
    • 学会等名
      50th Annual Meeting for the Japanese Society of Developmental Biologists
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 神経管閉鎖時におけるGrainyhead-like 3遺伝子発現表皮細胞の機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      木村一吉田千春、持田京子、水谷武臣、松尾勲
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017)
  • [学会発表] マウス神経管閉鎖過程におけるGrainyhead-like 3の機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      松尾 勲、木村一吉田 千春
    • 学会等名
      Wnt研究会2017
  • [備考] 大阪母子医療センター研究所病因病態部門

    • URL

      http://www.mch.pref.osaka.jp/research/embryology/index.html

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公開日: 2020-03-17  

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