発生生物学：多能性状態の移行がマウスおよびヒトの胚での形態形成を調整する

哺乳類の発生は、胚に存在する一群の胚盤葉上層幹細胞に基礎を置く。これらの細胞は、細胞外マトリックスのシグナル伝達に応答して、上皮化を起こし、内腔に接触して頂端表面を形成する。これがその後に起こるあらゆる発生の基礎となる事象である。同時に、胚盤葉上層細胞は、異なるいくつかの多能性状態を経て、原腸形成時に細胞系譜拘束を受ける。これらの多能性状態は分子レベルで特徴付けられているが、その生物学的重要性は分かっていない。今回我々は、制限のないナイーブ型多能性状態からの脱出が、マウス胚における胚盤葉上層の上皮化や原始羊膜腔の形成に必要であることを示す。ナイーブ状態に固定された胚性幹細胞は、極性化を開始できるが、内腔形成を起こすことができなかった。機構としては、ナイーブ型多能性からの脱出により、Oct4が支配する転写プログラムが開始され、その結果、グリコシル化シアロムチンタンパク質の発現や、内腔形成での小胞の繋留事象や融合事象が起こる。同様に、培養ヒト着床後胚での胚盤葉上層のナイーブ型多能性からの脱出は、羊膜腔形成を誘発して発生を進行させる。我々の結果は、組織レベルの構造が、異なる多能性状態の特徴を明らかにするための新しい基準となることを示しており、哺乳類胚の発生中に、これらの状態間の移行が関連していることを示している。

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