ウシ初期胚の組織分化を制御する分子基盤の解明

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。

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。