初期胚分化制御機構の解明に基づくウシガラス化保存胚の発生能改善

阐明早期胚胎分化控制机制，提高牛玻璃化胚胎的发育潜力

基本信息

批准号：
21H02336
负责人：
川原学
金额：
$ 11.32万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

個体発生の第一歩となる胚盤胞期では、胎子側と胎盤側に運命が分かれる時期であるとともに、ウシでは個体生産に重要な受精卵移植に供される発生ステージである。したがって、胚盤胞期胚の胎子側(ICM)および胎盤側(TE)への細胞分化機構を解明することは、生物学的にも動物生産の効率化のためにも不可欠である。本研究では、YAP1タンパク質の核外流出現象、これに及ぼす細胞膜/細胞骨格関連タンパク質NF2の役割をマウスおよびウシ胚を用いて明らかにする。加えて、得られた基礎的知見を栄養外胚葉細胞のYAP1核外流出が問題となるウシガラス化保存胚の発生能改善に結び付ける。本年度では、まず胚盤胞期胚における細胞分化を制御するYAP1-TEAD4の上流調節因子としての足場タンパク質NF2の役割についてマウス胚およびウシ胚を用いて解析した。マウス胚ではNF2-GFP融合タンパク質を作製して、その挙動を追跡することで初期胚発生間におけるNF2の細胞内局在を精査した。その結果、細胞分化の確立に伴ってNF2の局在が大きく変化することを示唆する結果が得られた。次年度には、これを更に生細胞イメージングで解析し、さらに、同様の実験系をウシ胚でも適用する。また、YAP1局在保持に留意した新たなガラス化保存法の開発に先駆けて、従来の胚盤胞期よりも更に発生ステージを進行させる培養方法を考案した。これにより、より細胞骨格進んだステージまでウシ胚を発育させることが可能になった。体外培養下における発育の正常性の検証のみならず、新規培養系で作出したウシ胚の個体までの発生能を確認するため受精卵移植試験も実施し、複数頭のウシ新生子を作出した。さらに、これらのウシの健常性も確認されたため、新規培養法による個体作出系を確立した。これに基づいて、新規培養法で作出したウシ胚のガラス化保存を試していく方向で研究を進めていく。

囊胚阶段是个体发育的第一步，是胚胎命运分为胎儿和胎盘的时期，对于牛来说，这是受精卵转移的发育阶段，这对个体来说很重要生产。因此，阐明囊胚期胚胎向胎儿侧（ICM）和胎盘侧（TE）的细胞分化机制对于生物学和提高动物生产效率都至关重要。在本研究中，我们将利用小鼠和牛胚胎阐明YAP1蛋白的核输出现象以及细胞膜/细胞骨架相关蛋白NF2在此过程中的作用。此外，我们将利用所获得的基础知识来提高牛玻璃化胚胎的发育潜力，其中滋养外胚层细胞的 YAP1 核输出是一个问题。今年，我们首先使用小鼠和牛胚胎分析了支架蛋白 NF2 作为 YAP1-TEAD4 上游调节因子的作用，YAP1-TEAD4 控制着囊胚期胚胎的细胞分化。在小鼠胚胎中，我们创建了 NF2-GFP 融合蛋白并跟踪其行为，以研究早期胚胎发育过程中 NF2 的细胞内定位。结果表明，NF2 的定位随着细胞分化的建立而发生显着变化。明年，我们将使用活细胞成像进一步分析这一点，并将相同的实验系统应用于牛胚胎。此外，在开发考虑YAP1定位保存的新玻璃化保存方法之前，我们设计了一种比传统囊胚阶段更进一步推进发育阶段的培养方法。这使得将牛胚胎发育到更高级的细胞骨架阶段成为可能。除了验证体外培养发育的正常性外，我们还进行了受精卵移植试验，以确认使用新培养系统产生的牛胚胎的发育潜力，并培育出多头新生牛。此外，由于确认了这些奶牛的健康状况，我们采用新的养殖方法建立了个体生产系统。在此基础上，研究将朝着测试使用新培养方法创建的牛胚胎的玻璃化保存的方向进行。

项目成果

期刊论文数量（17）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

The use of a two-step removal protocol and optimized culture conditions improve development and quality of zona free mouse embryos

使用两步去除方案和优化的培养条件可改善无透明带小鼠胚胎的发育和质量

DOI：
10.1016/j.bbrc.2021.09.013
发表时间：
2021
期刊：
Biochemical and Biophysical Research Communications
影响因子：
3.1
作者：
Fan Weihong;Homma Misato;Xu Renliang;Kunii Hiroki;Bai Hanako;Kawahara Manabu;Kawaguchi Toshikazu;Takahashi Masashi
通讯作者：
Takahashi Masashi

ウシ子宮内膜上皮細胞における暑熱負荷培養時の酸化ストレス応答経路の検証.

牛子宫内膜上皮细胞热应激培养过程中氧化应激反应途径的验证。

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
唄花子，國井宏樹，川原学，高橋昌志.
通讯作者：
唄花子，國井宏樹，川原学，高橋昌志.

Effect of two-step combined zona pellucida removal on developmental competence of mouse embryos.

两步联合透明带去除对小鼠胚胎发育能力的影响。

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Weihong Fan;Hanako Bai;Manabu Kawahara;Masashi Takahashi.
通讯作者：
Masashi Takahashi.

Effect of EAS on P4 production pathway of bovine CG cells in relation with HSP70.

EAS 对与 HSP70 相关的牛 CG 细胞 P4 产生途径的影响。

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Khoi Thieu HO;Kohei HOMMA;Jun TAKANARI;Hanako BAI;Manabu KAWAHARA;Kim Khang NGUYEN THI;Masashi TAKAHASHI.
通讯作者：
Masashi TAKAHASHI.

ホルスタイン種初産牛の人工授精受胎率に及ぼす環境要因の解析.

环境因素对荷斯坦奶牛人工授精受胎率的影响分析