発生生物学：ヒト多能性幹細胞に由来する胚盤葉下層は胚盤葉上層の発生を調節する

最近、培養したヒト胚と単一細胞RNA塩基配列解読の解析を用いるいくつかの研究から、ヒトとマウスの差異が明らかになり、ヒト胚の研究が必要とされている。ヒトの発生研究の重要性にもかかわらず、倫理的および法的な規制により、着床後の段階の研究は制限されている。そのため、最近の取り組みは、ヒト幹細胞を用いてin vitroで自己組織化するモデルの開発に重点が置かれている。今回我々は、ナイーブ型のヒト多能性幹細胞（hPSC）から、胚の発生に不可欠な2つの胚体外組織のうちの1つへと発生することが知られている真の胚盤葉下層細胞（ナイーブ型hPSCに由来する胚盤葉下層様細胞〔nHyC〕）を作製するための遺伝的手法と非遺伝的手法を報告する。我々のnHyCは、ナイーブ型hPSCと自発的に集合して、初期羊膜様の腔を持つ三次元的な二層構造（バイラミノイド〔bilaminoid〕）を形成する。さらに、ナイーブ型hPSCに由来する2つ目の胚体外組織である栄養外胚葉の類似細胞が存在すると、バイラミノイドの形成効率は20％から40％に上昇し、バイラミノイド内の胚盤葉上層は、栄養外胚葉から分泌されるIL-6に応答して発生し続ける。その上、バイラミノイドは前後軸のパターン形成と原腸形成前を反映する細胞の形成をロバストに再現すること、また、これらの出現はDKK1/OTX2胚盤葉下層様ドメインを遺伝学的に操作することで形成できることを示す。従って我々は、胚盤葉上層がヒト胚形成の着床後の特徴を確立する際に、この2つの胚体外組織が胚盤葉上層の発生段階特異的な成長と進行を効率的に誘導する機構のモデル化と特定に成功した。

目次へ戻る