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発生生物学：区画化された代謝は哺乳類の妊娠中期の発生を支える
Nature 604, 7905 doi: 10.1038/s41586-022-04557-9
哺乳類の胚発生には、急速な成長と適切な代謝調節が必要とされる。妊娠中期は、胎仔の器官発生と同時に、酸素と栄養素の利用可能性が増加することを特徴とする。代謝が発生を支える仕組みを理解するには、モデル生物において、in uteroで代謝を直接観察する手法が必要である。今回我々は、同位体追跡法とメタボロミクスを用い、妊娠中期のマウスの胎盤と胚で発達していく代謝プログラムを明らかにした。これらの組織の代謝は妊娠中期を通じて異なっているが、妊娠日数（GD）10.5～11.5が、胎盤と胚両方の代謝の移行期であることが突き止められた。同位体追跡によって、これらの組織間の炭水化物代謝の違いと、急速なグルコース依存的プリン合成（特に胚で顕著）が明らかになった。グルコースのトリカルボン酸（TCA）回路への関与は、胚では妊娠中期を通じて高まるが、胎盤ではそうではない。GD12.5までには、胚内で区画化された代謝プログラムが明白になり、TCA回路に対する栄養素の関与が器官によって異なるようになったりする。我々は、メンデル遺伝する代謝障害と関連する発生異常の状況を明らかにするために、TCA回路に関連する2-ケト酸デヒドロゲナーゼを活性化する酵素であるLIPT1の欠損マウスを解析した。その結果、LIPT1欠損は、GD10.5からGD11.5への移行期にTCA回路の代謝を抑制し、脳、心臓、赤血球の発生を撹乱して、GD11.5までに胚致死を引き起こした。これらのデータは、in uteroで発生中の器官に個別の代謝プログラムがあることを示している。
