ウシ初期胚の組織分化を制御する分子基盤の解明

阐明控制早期牛胚胎组织分化的分子基础

• 批准号: 14J06527
• 负责人: 櫻井 伸行
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Iwate University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J06527/
• 关键词: 家畜; 初期胚; 組織分化

本研究では、家畜の効率的な育種改良および増産に資する知見の収集を目的に、ウシ初期胚の組織分化を制御する分子基盤の解明を試みた。胚盤胞期へと発生した哺乳動物胚では、内部細胞塊の次なる分化、すなわち胚盤葉上層(EPI)および原始内胚葉(PrE)への分化が始まる。マウス胚では、このEPI/PrE分化の制御因子の１つとしてFgf4が知られている。Fgf4遺伝子欠損胚は胚盤胞期へと発生するものの、内部細胞塊を構成するすべての細胞においてNanog発現が認められ、PrE分化に異常をきたす。この分化は胚発生過程の中でも特に重要な時期である着床直前に起こるが、ウシ胚ではFGF4の役割を含め、この時期の組織分化制御メカニズムに関して研究が進んでいない。本年度は、ウシ胚においてEPI/PrE分化の制御を担う分子基盤の解明を目的に、このメカニズムへの関与が疑われるFGF4について、発現動態解析および発現抑制実験を行った。ウシ胚においてFGF4 mRNAの発現動態を解析した結果、FGF4発現は桑実期以降の発生ステージにおいてのみ確認された。FGF4発現を抑制した上で発生率の検討を行った結果、胚盤胞期への発生が阻害された。これらの結果から、ウシ胚では桑実期にはすでにFGF4が何らかの役割を担っている可能性がある。また、NANOGおよびGATA6発現への影響について検討した結果、桑実期ではFGF4発現抑制によってNANOG発現が上昇し、逆にGATA6発現が低下する傾向が認められた。このとこから、ウシ胚においてもFGF4はNANOGおよびGATA6の発現制御に関与している可能性がある。しかしながら、胚盤胞期において同様の解析を行った結果、FGF4発現抑制の影響は認められなかったことから、胚盤胞期以降におけるこれら因子の発現制御に関しては、FGF4以外にも関与する因子が存在する可能性がある。

The purpose of this study was to elucidate the molecular basis for the regulation of embryonic tissue differentiation in breeding and production of livestock. The embryonic stage of the blastoderm begins with the differentiation of the inner cell mass, the upper layer of the blastoderm leaf (EPI) and the primitive endoderm leaf (PrE). EPI/PrE differentiation control factor 1 Fgf 4 Fgf4 gene defective embryo, blastoderm cell stage development, internal cell mass formation, cell stage development, PrE differentiation abnormality During the process of embryo development, the differentiation of FGF4 is very important. This year, we will continue to implement the regulation of EPI/PrE differentiation, the resolution of molecular bases, the development of FGF4, the development of dynamic analysis and the development of inhibition. Analysis of FGF4 mRNA expression dynamics and identification of FGF4 mRNA expression in vitro FGF4 expression was inhibited and the development of blastoderm cells was inhibited. The result is that FGF4 has the potential to be used in the future. The results of the study on the effects of NANOG and GATA6 occurrence show that FGF4 occurrence is inhibited in the long term, while NANOG occurrence is increased and GATA6 occurrence is decreased. The possibility of FGF4 being able to control the development of NANOG and GATA6 is very high. The results of the analysis of blastoderm cell cycle and FGF4 gene expression inhibition showed that the inhibition of FGF4 gene expression was related to the inhibition of FGF4 gene expression in blastoderm cell cycle and the possibility of the existence of factors other than FGF4 gene expression.

项目成果

The Necessity of OCT-4 and CDX2 for Early Development and Gene Expression Involved in Differentiation of Inner Cell Mass and Trophectoderm Lineages in Bovine Embryos

• DOI: 10.1089/cell.2015.0081
• 发表时间: 2016-10-01
• 期刊: CELLULAR REPROGRAMMING
• 影响因子: 1.6
• 作者: Sakurai, Nobuyuki;Takahashi, Kazuki;Sawai, Ken
• 通讯作者: Sawai, Ken

FGF4発現抑制がウシ初期胚の発生および組織分化関連遺伝子発現におよぼす影響.

抑制 FGF4 表达对早期牛胚胎发育和组织分化相关基因表达的影响。

• 发表时间: 2016
• 作者: 櫻井伸行;高橋一生;江村菜津子;皆川修人;東間千芽;橋爪 力;澤井 健
• 通讯作者: 澤井 健

Effect of downregulating CDX2 transcript by RNA interference on early development of bovine embryos.

RNA干扰下调CDX2转录对牛胚胎早期发育的影响。

• 发表时间: 2014
• 作者: Sakurai;N.;Takahashi;K.;Hashizume;T. and Sawai;K.
• 通讯作者: K.

Effects of downregulating TEAD4 transcripts by RNA interference on early development of bovine embryos.

• DOI: 10.1262/jrd.2016-130
• 发表时间: 2017-04-21
• 期刊: The Journal of reproduction and development
• 作者: Sakurai N;Takahashi K;Emura N;Hashizume T;Sawai K
• 通讯作者: Sawai K

Effects of downregulating OCT-4 and CDX2 transcripts on early development and gene expression in bovine embryos

下调OCT-4和CDX2转录本对牛胚胎早期发育和基因表达的影响

• 发表时间: 2015
• 作者: Nobuyuki Sakurai;Kazuki Takahashi;Natsuko Emura;Takashi Fujii;Hiroki Hirayama;Soichi Kageyama;Tsutomu Hashizume;Ken Sawai;櫻井 伸行;Nobuyuki Sakurai
• 通讯作者: Nobuyuki Sakurai