Spatio-temporal variabilities and robustness in pre-implantation mammalian development

植入前哺乳动物发育的时空变异性和鲁棒性

• 批准号: 21H05038
• 负责人: 柊 卓志
• 金额: $ 121.06万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-05 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H05038/
• 关键词: 発生生物学; 哺乳類初期発生; 自己組織化; ロバストネス

本研究では、哺乳類の初期胚を用い、胚が空間や時間情報におけるゆらぎを乗り越えて堅牢に発生する原理を理解することを目指している。柊グループの近年の研究により、胚の形やパターンなどの空間の制御についての理解が進んできた。一方で、発生の進行における時間制御の理解については未解明の部分が多いため、まず細胞ごとの時間プログラムの進み方について調べることにした。マウス初期胚を光シート顕微鏡でライブイメージングし、細胞を追跡して4細胞期から64細胞期までの細胞の系譜図を作成した。これにより、細胞間で分裂のタイミングにばらつきがあり、このばらつきが分裂の回を追うごとに線形に増大することがわかった。このことは分裂タイミングには細胞間で協調が存在しないことを意味している。同様の解析を、ウサギとカニクイザルの初期胚で行ったところ、マウスと同じく分裂タイミングにズレが存在すること、このズレは種によって固有の係数の元に増大することがわかった。これらは、同調分裂を繰り返すカエルやウニなどの胚と異なり、非同調分裂が哺乳類で何らかの役割を持つ特徴であることを示唆している。さらに、分裂タイミングのズレが胚の空間構造に与える影響を調べている。まずは8細胞期胚における空間構造を数学的に表現できるMorphomapを開発中で、これは細胞の輪郭にフィットするスプライン曲線を用いて画像から空間情報を抽出することができる。また、マウス胚のサイズ制御機構が着床期に活性化する可能性があり、この課題に取り組むため、着床期胚の培養と観察の三次元系を開発した（Ichikawa et al. 2022）。これにより、着床期胚の細胞のダイナミクスを定量的に解析することができるようになった。

This study で は, early mammals の embryo を い, embryo が space や time intelligence に お け る ゆ ら ぎ を 乗 り more え て fast に 発 raw す る principle を understand す る こ と を refers し て い る. Zhong グ ル ー プ の の research in recent years に よ り, embryo の や パ タ ー ン な ど の space の suppression に つ い て の understand が into ん で き た. One party で, born 発 の に お け る time royal の understand に つ い て は not interpret の partly が い た め, ま ず cells ご と の time プ ロ グ ラ ム の into み party に つ い て adjustable べ る こ と に し た. マ ウ ス early embryo を light シ ー ト 顕 micromirror で ラ イ ブ イ メ ー ジ ン グ し, cell を tracing し て phase 4 cells か ら 64 cells ま で の cells の pedigree 図 を made し た. こ れ に よ り, intercellular で split の タ イ ミ ン グ に ば ら つ き が あ り, こ の ば ら つ き が split の を back after う ご と に linear に raised large す る こ と が わ か っ た. こ の こ と は split タ イ ミ ン グ に は で coordination between cells exist が し な い こ と を mean し て い る. With others in の analytical を, ウ サ ギ と カ ニ ク イ ザ ル の line early embryo で っ た と こ ろ, マ ウ ス と with じ く split タ イ ミ ン グ に ズ レ が exist す る こ と, こ の ズ レ は kind に よ っ て inherent の coefficient の yuan に raised large す る こ と が わ か っ た. こ れ ら は, homology split を Qiao り return す カ エ ル や ウ ニ な ど の embryo と different な り, incoherent split が mammals で ら か cut を hold つ の service, 徴 で あ る こ と を in stopping し て い る. さ ら に, divided タ イ ミ ン グ の ズ レ が embryo の に in space structure and え る influence を adjustable べ て い る. ま ず は 8 cell stage embryos に お け る space structure に を math performance で き る Morphomap を 発 で, open こ れ は round cell の guo に フ ィ ッ ト す る ス プ ラ イ を ン curve with い て portrait か ら space intelligence を spare す る こ と が で き る. ま た, マ ウ ス embryo の サ イ ズ system of the royal institution が implantation period に activeness す る possibility が あ り, こ に の subject group take り む た め, implantation embryo の cultivate と 観 examine の three component system を open 発 し た (Ichikawa et al. 2022). <s:1> れによ れによ るようになった, quantitative に analysis of implanted embryo <s:1> cells <e:1> ダ ナ ナ <s:1> スを スを する する とがで るようになった るようになった るようになった るようになった るようになった.

项目成果

A 3D culture model to study embryo growth

研究胚胎生长的 3D 培养模型

Hubrecht Institute(オランダ)

胡布雷希特研究所（荷兰）

European Molecular Biology Laboratory(ドイツ)

欧洲分子生物学实验室（德国）

INRAE, BREED, Universite Paris-Saclay(フランス)

IRAE，BREED，巴黎萨克雷大学（法国）

Self-organisation in mammalian development

哺乳动物发育中的自组织

• 发表时间: 2021
• 作者: 鈴木駿也;横田徳子;津田弘貴;神谷由紀子;浅沼浩之;Takashi Hiiragi
• 通讯作者: Takashi Hiiragi