ニュース | 細胞構造が胚発生に及ぼす影響：タイトジャンクションの役割
ヒトの胚発生では、分子シグナルが細胞の分裂と分化を指示し、最終的に胚における細胞の位置と性質を決定します。原腸形成は基本的な段階の一つで、単層の胚性幹細胞が分化して三つの異なる細胞層となり、将来の体の構造の基盤を形成します。
最近の研究から、細胞間のタイトジャンクションがこの過程で重要な役割を果たす可能性が示されています。Gladstone InstitutesのiPS細胞研究センターの研究者は、タイトジャンクションがヒトの胚の原腸形成に不可欠であることを明らかにし、幹細胞研究と関連する実験モデルの設計に新たな知見をもたらしました。
原腸形成と研究の進展
原腸形成では、胚性幹細胞が三つの胚組織層に分化します。この過程の研究は再生医療で重要になっています。科学者は、成体細胞から作製され、あらゆる体細胞型に分化できる人工多能性幹細胞（iPS細胞）を使って、原腸形成をモデル化することがよくあります。
iPS細胞を使って原腸形成を研究したところ、すべての細胞が重要なシグナル分子であるBMP4の刺激を受けたにもかかわらず、反応が異なることが分かりました。同じBMP4シグナルを受けても、一部の細胞だけが異なる細胞型に分化する理由は明らかではありませんでした。
主任研究者のIvana Vasic博士は、iPS細胞が培養皿内で集まり、細胞間をシグナル分子が通過するのを防ぐと考えられている障壁、タイトジャンクションを形成することを観察しました。また、これらの接着構造が必ずしも正常に形成されないことも明らかにしました。
タイトジャンクションが原腸形成に及ぼす影響
追加の実験では、細胞をより広い空間で培養するとタイトジャンクションが正常に形成されることが示されました。BMP4を加えると、集塊の端にある細胞だけが分化を開始するのに十分なシグナルを受け取りました。
Vasic博士は、「細胞間のタイトジャンクションは細胞がBMP4シグナルに反応するのを妨げるようですが、端の細胞は他の細胞とのタイトジャンクションを形成しないため、最も強いBMP4シグナルを受け取ることができます」と述べました。
原腸形成におけるタイトジャンクションの重要性を確認するため、研究者は主要なタイトジャンクションタンパク質であるTJP1の産生をCRISPR遺伝子編集で抑制しました。TJP1がないと、端の細胞だけでなくすべての細胞がBMP4に反応しました。
山中教授は、「タイトジャンクションを除去すると、すべての細胞がBMP4に反応できることが実験で示されました。これは、原腸形成モデルではタイトジャンクションがシグナルを遮蔽し、細胞構造が分化シグナルの受け取り方に重要であることを示しています」と説明しました。
生殖細胞研究の新たな進展
研究チームはさらに、TJP1を抑制するとBMP4反応が生じるだけでなく、始原生殖細胞様細胞も生成されることを発見しました。iPS細胞から作られたこれらの細胞は、形態と機能がヒトの精子や卵子の前駆細胞に似ています。
Vasic博士は、「TJP1を抑制することで、これらの特殊な生殖細胞を効率的に作製する新たな方法が得られ、女性不妊の治療に新しいアプローチをもたらす可能性があります」と述べました。
応用の可能性
研究チームは、今回の知見によって幹細胞の変換技術が向上し、特にヒト卵母細胞の作製に役立つことを期待しています。Vasic博士はこの方法を女性不妊治療、特に体外受精に用いる卵母細胞の作製に応用するため、Vitra Labsを設立しました。
博士はさらに、「私たちは卵子形成の生物学的過程を再現しようとしており、この方法でIVFに使える卵子を作製できることを期待しています」と付け加えました。
記事の出典：
オンライン収集
送信することにより、当社の プライバシーポリシー に基づく連絡先・相談情報の処理に同意し、 利用規約 に同意するとともに、本件に関する当社からの連絡に同意したものとみなされます。
ニュース | 細胞構造が胚発生に及ぼす影響：タイトジャンクションの役割
ニュース | 細胞構造が胚発生に及ぼす影響：タイトジャンクションの役割
ヒトの胚発生では、分子シグナルが細胞の分裂と分化を指示し、最終的に胚における細胞の位置と性質を決定します。原腸形成は基本的な段階の一つで、単層の胚性幹細胞が分化して三つの異なる細胞層となり、将来の体の構造の基盤を形成します。
最近の研究から、細胞間のタイトジャンクションがこの過程で重要な役割を果たす可能性が示されています。Gladstone InstitutesのiPS細胞研究センターの研究者は、タイトジャンクションがヒトの胚の原腸形成に不可欠であることを明らかにし、幹細胞研究と関連する実験モデルの設計に新たな知見をもたらしました。
原腸形成と研究の進展
原腸形成では、胚性幹細胞が三つの胚組織層に分化します。この過程の研究は再生医療で重要になっています。科学者は、成体細胞から作製され、あらゆる体細胞型に分化できる人工多能性幹細胞（iPS細胞）を使って、原腸形成をモデル化することがよくあります。
iPS細胞を使って原腸形成を研究したところ、すべての細胞が重要なシグナル分子であるBMP4の刺激を受けたにもかかわらず、反応が異なることが分かりました。同じBMP4シグナルを受けても、一部の細胞だけが異なる細胞型に分化する理由は明らかではありませんでした。
主任研究者のIvana Vasic博士は、iPS細胞が培養皿内で集まり、細胞間をシグナル分子が通過するのを防ぐと考えられている障壁、タイトジャンクションを形成することを観察しました。また、これらの接着構造が必ずしも正常に形成されないことも明らかにしました。
タイトジャンクションが原腸形成に及ぼす影響
追加の実験では、細胞をより広い空間で培養するとタイトジャンクションが正常に形成されることが示されました。BMP4を加えると、集塊の端にある細胞だけが分化を開始するのに十分なシグナルを受け取りました。
Vasic博士は、「細胞間のタイトジャンクションは細胞がBMP4シグナルに反応するのを妨げるようですが、端の細胞は他の細胞とのタイトジャンクションを形成しないため、最も強いBMP4シグナルを受け取ることができます」と述べました。
原腸形成におけるタイトジャンクションの重要性を確認するため、研究者は主要なタイトジャンクションタンパク質であるTJP1の産生をCRISPR遺伝子編集で抑制しました。TJP1がないと、端の細胞だけでなくすべての細胞がBMP4に反応しました。
山中教授は、「タイトジャンクションを除去すると、すべての細胞がBMP4に反応できることが実験で示されました。これは、原腸形成モデルではタイトジャンクションがシグナルを遮蔽し、細胞構造が分化シグナルの受け取り方に重要であることを示しています」と説明しました。
生殖細胞研究の新たな進展
研究チームはさらに、TJP1を抑制するとBMP4反応が生じるだけでなく、始原生殖細胞様細胞も生成されることを発見しました。iPS細胞から作られたこれらの細胞は、形態と機能がヒトの精子や卵子の前駆細胞に似ています。
Vasic博士は、「TJP1を抑制することで、これらの特殊な生殖細胞を効率的に作製する新たな方法が得られ、女性不妊の治療に新しいアプローチをもたらす可能性があります」と述べました。
応用の可能性
研究チームは、今回の知見によって幹細胞の変換技術が向上し、特にヒト卵母細胞の作製に役立つことを期待しています。Vasic博士はこの方法を女性不妊治療、特に体外受精に用いる卵母細胞の作製に応用するため、Vitra Labsを設立しました。
博士はさらに、「私たちは卵子形成の生物学的過程を再現しようとしており、この方法でIVFに使える卵子を作製できることを期待しています」と付け加えました。
記事の出典：
オンライン収集