ニュース｜科学者らが実験室でヒト子宮内膜を再現し、初期胚の着床に成功
英国の科学者らは、実験室で初めて着床可能なヒト子宮内膜モデルを作製し、その内部で初期ヒト胚の接着と着床を実現しました。この画期的な成果により、研究者らは胚と子宮内膜の間で起こる化学的シグナル伝達を初めて体系的に観察でき、妊娠初期、反復流産、着床不全を研究するための前例のない研究ツールが提供されました。
実験では、体外受精（IVF）治療後にカップルから提供された初期ヒト胚が、人工的に作製された子宮内膜に正常に着床し、自宅用妊娠検査薬で「青い線」を表示させる生化学的マーカーであるヒト絨毛性ゴナドトロピン（hCG）の分泌を開始しました。胚は、妊娠初期と密接に関連するさまざまなシグナル分子も産生しました。
この研究は、英国イングランドのケンブリッジにあるバブラハム研究所のチームが主導しました。筆頭著者で研究グループリーダーのピーター・ラグ＝ガン博士は、次のように述べています。「この過程を目にできたのは驚くべきことでした。これまでは、妊娠初期を断片的なスナップショットとしてしか捉えられませんでした。このモデルは、この重要な段階を理解するためのまったく新しい道を開きます。」
胚の着床は通常、受精から約一週間後に起こり、妊娠が成立するかどうかを左右する重要な時点です。しかし、倫理的・技術的な制約から、人体内で直接観察することはほぼ不可能です。現在の理解は主に、妊娠初期に採取された、50年以上前のごく少数の子宮摘出検体に基づいており、この限界が長年、生殖医療の進展を妨げてきました。
子宮内膜の再現モデルを構築するため、チームは健康な女性から提供された子宮内膜生検組織から、二つの主要な細胞種を分離しました。構造を支える間質細胞と、子宮内膜表面を形成する上皮細胞です。間質細胞を分解性ハイドロゲルに埋め込み、上皮細胞で表面を覆うことで、自然の子宮内膜を忠実に模倣した三次元構造を作製しました。
続いて研究者らは、モデル内に初期IVF胚を置きました。Cell誌に掲載されたこの研究では、胚が予想どおり接着・着床し、その後hCGやその他の妊娠関連化合物の分泌量が急速に増加したことが示されました。法的に認められた14日間の研究期間中、チームは発生を継続して観察し、胚が胎盤形成に関与する細胞を含む複数の特殊化した細胞種を形成したことを確認しました。
着床部位を詳細に分析することで、チームは胚と子宮内膜の間で起こる双方向の分子シグナル伝達を特徴づけることができました。これらのシグナルは、妊娠の成立と維持に不可欠と考えられています。研究者らが化学的に主要なシグナル伝達経路の一つを阻害すると、胎盤組織に重度の異常が生じ、このモデルがシグナル伝達の阻害による影響を検証できることが示されました。
ラグ＝ガン氏は、ヒト胚の約半数が、いまだ明らかでない理由で着床に失敗すると指摘しました。「こうした失敗がなぜ起こるのかを理解できれば、IVFの成功率を大幅に改善できる可能性があります。」
チームはこのモデルを用いて、着床後の発生、特に胎盤が形成され始める時期について研究を続ける予定です。多くの重篤な妊娠合併症は、この時期の異常な発生に端を発すると考えられています。
同じ学術誌では、中国の研究チームも同様の人工子宮内膜モデルを報告し、反復着床不全（RIF）患者の胚着床率を改善する可能性のある候補薬を特定しました。これは、このアプローチが国際的に重要であることをさらに裏付けています。
マンチェスター大学の生殖医療教授ジョン・アプリン氏は、生殖補助医療（ART）が40年以上にわたって発展してきたにもかかわらず、胚の着床率は長年停滞していると指摘しました。「胚の着床は胎盤発生プログラムを開始し、妊娠が継続するかどうかを決定する中心的な段階です。最初期の段階は非常に重要である一方、最も理解が進んでおらず、失敗しやすい段階でもあります。この研究は、着床効率を高める治療法を探る現実的な機会を提供します。」
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ニュース｜科学者らが実験室でヒト子宮内膜を再現し、初期胚の着床に成功
英国の科学者らは、実験室で初めて着床可能なヒト子宮内膜モデルを作製し、その内部で初期ヒト胚の接着と着床を実現しました。この画期的な成果により、研究者らは胚と子宮内膜の間で起こる化学的シグナル伝達を初めて体系的に観察でき、妊娠初期、反復流産、着床不全を研究するための前例のない研究ツールが提供されました。
実験では、体外受精（IVF）治療後にカップルから提供された初期ヒト胚が、人工的に作製された子宮内膜に正常に着床し、自宅用妊娠検査薬で「青い線」を表示させる生化学的マーカーであるヒト絨毛性ゴナドトロピン（hCG）の分泌を開始しました。胚は、妊娠初期と密接に関連するさまざまなシグナル分子も産生しました。
この研究は、英国イングランドのケンブリッジにあるバブラハム研究所のチームが主導しました。筆頭著者で研究グループリーダーのピーター・ラグ＝ガン博士は、次のように述べています。「この過程を目にできたのは驚くべきことでした。これまでは、妊娠初期を断片的なスナップショットとしてしか捉えられませんでした。このモデルは、この重要な段階を理解するためのまったく新しい道を開きます。」
胚の着床は通常、受精から約一週間後に起こり、妊娠が成立するかどうかを左右する重要な時点です。しかし、倫理的・技術的な制約から、人体内で直接観察することはほぼ不可能です。現在の理解は主に、妊娠初期に採取された、50年以上前のごく少数の子宮摘出検体に基づいており、この限界が長年、生殖医療の進展を妨げてきました。
子宮内膜の再現モデルを構築するため、チームは健康な女性から提供された子宮内膜生検組織から、二つの主要な細胞種を分離しました。構造を支える間質細胞と、子宮内膜表面を形成する上皮細胞です。間質細胞を分解性ハイドロゲルに埋め込み、上皮細胞で表面を覆うことで、自然の子宮内膜を忠実に模倣した三次元構造を作製しました。
続いて研究者らは、モデル内に初期IVF胚を置きました。Cell誌に掲載されたこの研究では、胚が予想どおり接着・着床し、その後hCGやその他の妊娠関連化合物の分泌量が急速に増加したことが示されました。法的に認められた14日間の研究期間中、チームは発生を継続して観察し、胚が胎盤形成に関与する細胞を含む複数の特殊化した細胞種を形成したことを確認しました。
着床部位を詳細に分析することで、チームは胚と子宮内膜の間で起こる双方向の分子シグナル伝達を特徴づけることができました。これらのシグナルは、妊娠の成立と維持に不可欠と考えられています。研究者らが化学的に主要なシグナル伝達経路の一つを阻害すると、胎盤組織に重度の異常が生じ、このモデルがシグナル伝達の阻害による影響を検証できることが示されました。
ラグ＝ガン氏は、ヒト胚の約半数が、いまだ明らかでない理由で着床に失敗すると指摘しました。「こうした失敗がなぜ起こるのかを理解できれば、IVFの成功率を大幅に改善できる可能性があります。」
チームはこのモデルを用いて、着床後の発生、特に胎盤が形成され始める時期について研究を続ける予定です。多くの重篤な妊娠合併症は、この時期の異常な発生に端を発すると考えられています。
同じ学術誌では、中国の研究チームも同様の人工子宮内膜モデルを報告し、反復着床不全（RIF）患者の胚着床率を改善する可能性のある候補薬を特定しました。これは、このアプローチが国際的に重要であることをさらに裏付けています。
マンチェスター大学の生殖医療教授ジョン・アプリン氏は、生殖補助医療（ART）が40年以上にわたって発展してきたにもかかわらず、胚の着床率は長年停滞していると指摘しました。「胚の着床は胎盤発生プログラムを開始し、妊娠が継続するかどうかを決定する中心的な段階です。最初期の段階は非常に重要である一方、最も理解が進んでおらず、失敗しやすい段階でもあります。この研究は、着床効率を高める治療法を探る現実的な機会を提供します。」
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