Spatio-temporal regulation of placental development through XACT RNA by human gastrula modeling

ヒトの初期胚発生は、サンプルの希少性からex vivoモデリングが必須である。ヒト多能性幹細胞（ES/iPS細胞）は、ヒト初期胚エピブラストに類似した性質を備え、ヒトの初期発生を分子レベルで捉えるのに最適である。ヒト初期胚のex vivoモデリングを介し、原因不明不育症における「胚側」の影響を分子レベルで捉えることは、生殖医療の発展に重要な知見を提供できる。2020年、Moris等はヒト多能性幹細胞の自己組織能と低分子化合物を活用したヒト原腸胚発生モデリングに成功した(Moris et al. Nature. 2020)。これらの結果では、マウスの知見とは異なり、ヒト多能性幹細胞は、胚胎組織への分化能だけでなく、胎盤系列への分化能を備えていることが証明された（Io et al. Cell Stem Cell. 2021）。これまでに、ヒト初期胚特異的発現lnc RNA XACTが多能性幹細胞の分化能に影響し、胎盤系列遺伝子群の発現制御機能があることを発見し、筆頭著者として国際誌に報告している（Motosugi et al. Cell Reports. 2021）。本研究では、XACT遺伝子欠損ヒト多能性幹細胞を用い、GastruloidやBlastoidを作製することでヒト初期胚におけるex vivoモデリングを実施する。XACT遺伝子欠損株とRNA-seq解析や蛍光染色等を組み合わせ、lnc RNAを介した時空間的な発生制御機構を明らかにする。そこで、本研究では、ヒト多能性幹細胞を用いた原腸胚モデリングを介した、初期細胞分化系譜規定の分子メカニズム解明を目指す。

ヒトの初期胚発生は、サンプルの希少性からex vivoモデリングが必須である。ヒト多能性幹細胞（ES/iPS細胞）は、ヒト初期胚エピブラストに類似した性質を備え、ヒトの初期発生を分子レベルで捉えるのに最適である。ヒト初期胚のex vivoモデリングを介し、原因不明不育症における「胚側」の影響を分子レベルで捉えることは、生殖医療の発展に重要な知見を提供できる。2020年、Moris等はヒト多能性幹細胞の自己組織能と低分子化合物を活用したヒト原腸胚発生モデリングに成功した(Moris et al. Nature. 2020)。これらの結果では、マウスの知見とは異なり、ヒト多能性幹細胞は、胚胎組織への分化能だけでなく、胎盤系列への分化能を備えていることが証明された（Io et al. Cell Stem Cell. 2021）。これまでに、ヒト初期胚特異的発現lnc RNA XACTが多能性幹細胞の分化能に影響し、胎盤系列遺伝子群の発現制御機能があることを発見し、筆頭著者として国際誌に報告している（Motosugi et al. Cell Reports. 2021）。本研究では、XACT遺伝子欠損ヒト多能性幹細胞を用い、GastruloidやBlastoidを作製することでヒト初期胚におけるex vivoモデリングを実施する。XACT遺伝子欠損株とRNA-seq解析や蛍光染色等を組み合わせ、lnc RNAを介した時空間的な発生制御機構を明らかにする。そこで、本研究では、ヒト多能性幹細胞を用いた原腸胚モデリングを介した、初期細胞分化系譜規定の分子メカニズム解明を目指す。