ヒト多能性幹細胞由来ブラストイド を用いた、試験管内ヒト着床後胚発生モデルの構築

ヒトの妊娠・出産率向上には、ヒト胚発生機構の解明が重要である。しかし、マウス等の実験動物に比べ、ヒト胚の入手や遺伝子操作が困難なため、ヒト胚発生機構の多くは未解明である。特に、子宮内の微小空間で進行する着床後の胚発生における分子機構研究は大きく遅れている。本研究では、多能性幹細胞から作製したブラストイド(着床前の胚である胚盤胞を模倣した再構成胚)を用い、試験管内ヒト着床後胚発生モデルの構築を目指している。研究1年目は、現在のブラストイドが抱える課題の1つである、in vitroでの発生/分化進行に伴いエピブラストあるいは原始内胚葉系列の細胞が消失するという問題の解決に取り組んだ。この2細胞系列の消失は、試験管内で擬似着床する前のブラストイドに、十分な数のエピブラスト・原始内胚葉が存在していないことに起因するのではないかと仮説を立て、分化誘導の各ステージごとに、エピブラストと原始内胚葉の細胞数を定量した。その結果、ブラストイド間、および分化誘導時期における、各細胞系列の割合の揺らぎが明らかになった。また、ブラストイドへの誘導過程における、各細胞系列への分化開始時期、成熟・増殖時期の詳細も明らかになった。これらの知見をもとに、エピブラスト・原始内胚葉への分化・増殖促進候補サイトカイン・阻害剤（他の動物種での報告やヒト胚の遺伝子発現解析データーをもとに選抜）を分化誘導時に添加し、その影響をホールマウント免疫染色による各細胞系列の定量化により調べた。その結果、エピブラスト・原始内胚葉の増殖を促進する因子を複数見つけることができた。エピブラスト・原始内胚葉は、将来胎児あるは卵黄嚢へと分化する胚発生に重要な細胞系列である。これらの細胞系列の増殖・維持に有効な因子の発見は、ブラストイドを着床後様胚へと分化させる次の研究ステップにとって有益な成果である。

ヒトの妊娠・出産率向上には、ヒト胚発生機構の解明が重要である。しかし、マウス等の実験動物に比べ、ヒト胚の入手や遺伝子操作が困難なため、ヒト胚発生機構の多くは未解明である。特に、子宮内の微小空間で進行する着床後の胚発生における分子機構研究は大きく遅れている。本研究では、多能性幹細胞から作製したブラストイド(着床前の胚である胚盤胞を模倣した再構成胚)を用い、試験管内ヒト着床後胚発生モデルの構築を目指している。研究1年目は、現在のブラストイドが抱える課題の1つである、in vitroでの発生/分化進行に伴いエピブラストあるいは原始内胚葉系列の細胞が消失するという問題の解決に取り組んだ。この2細胞系列の消失は、試験管内で擬似着床する前のブラストイドに、十分な数のエピブラスト・原始内胚葉が存在していないことに起因するのではないかと仮説を立て、分化誘導の各ステージごとに、エピブラストと原始内胚葉の細胞数を定量した。その結果、ブラストイド間、および分化誘導時期における、各細胞系列の割合の揺らぎが明らかになった。また、ブラストイドへの誘導過程における、各細胞系列への分化開始時期、成熟・増殖時期の詳細も明らかになった。これらの知見をもとに、エピブラスト・原始内胚葉への分化・増殖促進候補サイトカイン・阻害剤（他の動物種での報告やヒト胚の遺伝子発現解析データーをもとに選抜）を分化誘導時に添加し、その影響をホールマウント免疫染色による各細胞系列の定量化により調べた。その結果、エピブラスト・原始内胚葉の増殖を促進する因子を複数見つけることができた。エピブラスト・原始内胚葉は、将来胎児あるは卵黄嚢へと分化する胚発生に重要な細胞系列である。これらの細胞系列の増殖・維持に有効な因子の発見は、ブラストイドを着床後様胚へと分化させる次の研究ステップにとって有益な成果である。