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2023 Fiscal Year Annual Research Report

着床前胚に由来する幹細胞を用いた全能性の再構築

Planned Research

Project AreaProgram of totipotency: From decoding to designing
Project/Area Number 19H05757
Research InstitutionKumamoto University

Principal Investigator

岡江 寛明  熊本大学, 発生医学研究所, 教授 (10582695)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大日向 康秀  千葉大学, 大学院医学研究院, 講師 (70415107)
Project Period (FY) 2019-06-28 – 2024-03-31
Keywords全能性 / ES細胞 / 栄養膜幹細胞(TS細胞) / 原始内胚葉幹細胞(PrES細胞)
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、独自の幹細胞培養技術を駆使し、マウスにおいて試験管内で胚発生能を幹細胞のみで再構成する。また、ヒトにおいても胚盤胞を構成する全細胞系譜の幹細胞化を行い、それぞれの特性を解析する。本年度は、マウスにおいて、胚盤胞の栄養外胚葉の性質を保持する新規TS細胞の樹立を試み、いくつかの候補となる細胞株を得た。また、ヒト卵黄嚢組織から幹細胞を単離し、長期培養することに成功した。成果の概要を以下に示す。
1.マウスの胚盤胞を構成する3つの細胞系列のうち、エピブラストからはES細胞が、栄養外胚葉からはTS細胞が、原始内胚葉からはPrES細胞(本領域の成果として報告、大日向ら、Science 2022)が樹立されている。従って理論的にはこれら3つの幹細胞を組み合わせれば胚盤胞を再構成できる可能性が示唆されるが、発生能を保持するブラストイドを作製する技術は確立されていない。本年度は、栄養外胚葉の性質を保持する新規TS細胞の樹立を行い、いくつかの細胞株を得た。これらは栄養膜系列のマーカーであるCDX2やGATA3を発現することを確認した。
2.ヒトの胚盤胞を構成する3つの細胞系列のうち、エピブラストからはES細胞が、栄養外胚葉からはTS細胞が樹立されている。一方、残る原始内胚葉(卵黄嚢内胚葉へと寄与)から幹細胞を樹立する技術は確立されていない。本年度は、ヒト卵黄嚢組織から細胞を単離し、様々な条件下で培養を行った。その結果、EGFやGSK3阻害剤を組み合わせることで、6カ月以上にわたって培養可能な幹細胞株の樹立に成功した。樹立した細胞を分化誘導すると、卵黄嚢特異的マーカーであるAFPやALBの発現が誘導されることも確認した。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (11 results)

All 2024 2023

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 4 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Trophoblast stem cell-based organoid models of the human placental barrier2024

    • Author(s)
      Hori Takeshi、Okae Hiroaki、Shibata Shun、Kobayashi Norio、Kobayashi Eri H.、Oike Akira、Sekiya Asato、Arima Takahiro、Kaji Hirokazu
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 15 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s41467-024-45279-y

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Modeling embryo-endometrial interface recapitulating human embryo implantation2024

    • Author(s)
      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
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 10 Pages: -

    • DOI

      10.1126/sciadv.adi4819

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Regulation of human trophoblast gene expression by endogenous retroviruses2023

    • Author(s)
      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.
    • Journal Title

      Nature Structural & Molecular Biology

      Volume: 30 Pages: 527~538

    • DOI

      10.1038/s41594-023-00960-6

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Extravillous trophoblast cell lineage development is associated with active remodeling of the chromatin landscape2023

    • Author(s)
      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
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 14 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s41467-023-40424-5

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] CRISPR screening in human trophoblast stem cells reveals both shared and distinct aspects of human and mouse placental development2023

    • Author(s)
      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
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 120 Pages: -

    • DOI

      10.1073/pnas.2311372120

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Generation of Mouse Primitive Endoderm Stem Cells2023

    • Author(s)
      Ohinata Yasuhide、Saraya Atsunori、Koseki Haruhiko
    • Journal Title

      BIO-PROTOCOL

      Volume: 13 Pages: -

    • DOI

      10.21769/BioProtoc.4878

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ヒト栄養膜幹細胞を用いた胎盤研究2024

    • Author(s)
      岡江寛明
    • Organizer
      第4回 有性生殖学会
    • Invited
  • [Presentation] 遺伝子機能にもとづくヒトとマウス胎盤の進化的対応関係の理解2023

    • Author(s)
      岡江寛明
    • Organizer
      第41回日本受精着床学会総会・学術講演会
    • Invited
  • [Presentation] Disease modeling with human trophoblast stem cells2023

    • Author(s)
      岡江寛明
    • Organizer
      The 18th International Symposium of the Institute Network for Biomedical Sciences
    • Invited
  • [Presentation] 遺伝子からひも解くヒトとマウス胎盤の対応関係2023

    • Author(s)
      岡江寛明
    • Organizer
      第68回日本生殖医学会学術講演会
    • Invited
  • [Presentation] ヒトとマウス胎盤の対応関係の理解2023

    • Author(s)
      岡江寛明
    • Organizer
      新学術・全能性 第5回公開シンポジウム

URL: 

Published: 2024-12-25  

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