Establishment of a three-dimensional in vitro culture model that mimics embryonic development after the blastocyst stage

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マウスやラットでは着床遅延モデルが確立されており、着床遅延中の子宮内で胚は胚盤胞の状態で休止状態となる。この胚盤胞休止は真獣類に広く保存された形質である可能性が指摘されているが、休止胚盤胞を活性化する子宮内環境、すなわち、胚盤胞期以降の胚発生のニッチは未だ不明である。子宮内での初期胚発生を体外で再現する培養系の確立は、胚盤胞期以降の胚発生のニッチを解明する上で重要な知見をもたらす。着床期マウスの子宮では、血中エストロゲン濃度の一過性の上昇により子宮線からオステオポンチンが分泌される。このオステオポンチンは胚盤胞に作用し、FAK/PI3K/AKTシグナリングを介して胚盤胞の接着性を誘導する。オステオポンチンはアルギニン-グリシン-アスパラギン酸 (RGD) モチーフを有する細胞外基質タンパク質のひとつで、同様にRGDモチーフを有するフィブロネクチンも胚盤胞の接着性をin vivoで誘導する。そこで本研究では、インテグリンを起点とする細胞内シグナリングが胚盤胞の活性化を誘導する可能性に着目し、マウスをモデルに胚盤胞期以降の胚発生を再現する三次元培養法の確立に取り組んでいる。我々は予備実験において、培養容器の底面をアガロースでコーティングして胚盤胞の容器への接着を阻害しつつ、培養液にフィグロネクチンを添加することで、胚盤胞の立体構造を損なうことなく長時間培養できることを見出している。そこで昨年度は、フィブロネクチン添加の影響を評価するための培養系確立の初期段階として、マウス妊娠子宮から胚盤胞を得るタイミングとフィブロネクチンを添加するタイミングの最適化を行うとともに、培養液へのフィブロネクチン添加が胚盤胞に及ぼす影響を検証し、これまでに胚盤胞培養系へのフィブロネクチン添加は細胞死を抑制するとともに細胞増殖の促進することを見出している。