ウシ初期胚の組織分化を制御する分子基盤の解明

阐明控制早期牛胚胎组织分化的分子基础

• 批准号: 14J06527
• 负责人: 櫻井 伸行
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Iwate University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J06527/
• 关键词: 家畜; 初期胚; 組織分化

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。

在这项研究中，我们试图阐明调节早期牛胚胎组织分化的分子基础，目的是收集有助于有效繁殖并增加牲畜产生的知识。在发展为胚泡阶段的哺乳动物胚胎中，内部细胞质量的下一个分化，即分化为超胚剂（EPI）和原始内胚层（PER）的分化开始。在小鼠胚胎中，FGF4被称为该Epi/Pre Prediation的调节剂之一。尽管缺乏FGF4基因的胚胎发展为胚泡阶段，但在组成内部细胞肿块的所有细胞中都观察到纳米表达，从而导致前分化的异常。这种分化发生在植入之前，这是胚胎发育中特别重要的时期，但是在牛胚胎中，在此期间没有研究组织分化调节机制的研究，包括FGF4的作用。今年，我们在FGF4上进行了表达动力学分析和表达抑制实验，该实验涉嫌参与该机制，目的是阐明负责控制牛胚胎中EPI/PRE分化的分子基础。 FGF4 mRNA在牛胚胎中的表达动力学表明，FGF4表达仅在Moruli阶段后的发育阶段得到证实。抑制FGF4表达后，研究了发病率，并抑制了胚泡阶段的发育。这些结果表明，FGF4可能已经在牛胚胎的莫鲁帕阶段中发挥了一定作用。此外，由于研究对Nanog和Gata6表达的影响的结果，由于在Moruli阶段抑制FGF4表达，Nanog表达有一种增加的趋势，而相反，GATA6表达降低。因此，FGF4也可能参与牛胚胎中Nanog和GATA6表达的调节。然而，在胚泡阶段进行了类似的分析，未观察到抑制FGF4表达的影响，并且有可能与FGF4以外的其他因素有关在胚泡阶段及以后的这些因素的调节中存在其他因素。

项目成果

The Necessity of OCT-4 and CDX2 for Early Development and Gene Expression Involved in Differentiation of Inner Cell Mass and Trophectoderm Lineages in Bovine Embryos

• DOI: 10.1089/cell.2015.0081
• 发表时间: 2016-10-01
• 期刊: CELLULAR REPROGRAMMING
• 影响因子: 1.6
• 作者: Sakurai, Nobuyuki;Takahashi, Kazuki;Sawai, Ken
• 通讯作者: Sawai, Ken

TEAD4発現抑制がウシ初期胚の発生および組織分化関連遺伝子発現におよぼす影響

抑制TEAD4表达对早期牛胚胎发育及组织分化相关基因表达的影响

• 发表时间: 2015
• 作者: Nobuyuki Sakurai;Kazuki Takahashi;Natsuko Emura;Takashi Fujii;Hiroki Hirayama;Soichi Kageyama;Tsutomu Hashizume;Ken Sawai;櫻井 伸行;Nobuyuki Sakurai;中村志津香・大塚泰正;櫻井 伸行
• 通讯作者: 櫻井 伸行

Effects of downregulating OCT-4 and CDX2 transcripts on early development and gene expression in bovine embryos

下调OCT-4和CDX2转录本对牛胚胎早期发育和基因表达的影响

• 发表时间: 2015
• 作者: Nobuyuki Sakurai;Kazuki Takahashi;Natsuko Emura;Takashi Fujii;Hiroki Hirayama;Soichi Kageyama;Tsutomu Hashizume;Ken Sawai;櫻井 伸行;Nobuyuki Sakurai
• 通讯作者: Nobuyuki Sakurai