発生生物学：単一細胞発現プロファイリングから初期中胚葉の多様化を読み解く

哺乳類では、原腸形成期に主要な三胚葉の指定が起こり、このとき原条へ移入する細胞が主要な器官系の前駆細胞へ分化する。しかし、原腸陥入する細胞の数は非常に限られているため、この現象をつかさどる分子機構については不明である。胎生6.5日目のマウス胚において、胚体外領域と胚後部の胚盤葉上層との境界に存在する細胞は、上皮間葉転換を行い、原条へ移入する。その後、細胞は将来胚体になる外胚葉の周辺や、卵黄嚢や臍帯、胎盤を形成する胚体外領域へ移動する。予定運命地図では、血液や心臓などの成熟組織は、原腸形成期より以前の胚盤葉上層の特異的領域に由来することが示されてきたが、その胚の中の細胞の可塑性や、主要な細胞種特異的転写因子の機能については不明であった。本研究では、胚盤葉上層と原腸形成期のマウス胚における初期のFlk⁺中胚葉から単離した1205個の細胞を、単一細胞RNA塩基配列解読法により解析し、哺乳類原腸形成期における初期中胚葉形成について、全トランスクリプトームのin vivoでの全容を初めて示す。さらに、我々はノックアウトマウスを用いて造血系の主要転写因子であるTal1の機能を解析し、Tal1ノックアウトマウスでは前駆細胞がすぐには心臓運命へ偏向されないことを明らかにした。これは遡及的な解析を用いて行われたこれまでの研究とは反対の結果である。

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