東北大学 大学院医学系研究科 情報遺伝学分野 有馬隆博研究室

研究内容

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研究内容

哺乳類の胎児の生存には、正常な機能を有する胎盤の存在が必要不可欠です。動物種により胎盤組織構築は多様性を示しますが、その機能、発生機序は共通です。すなわち胎盤は母体と胎児間で栄養交換を司る器官で、「消化器」「呼吸器」「泌尿器」としての働きをします。また、胎児を母体の免疫系から保護する役割も担っています。しかし、胎盤の機能には未だ謎が多く、特に分子レベルでの解析はあまり進んでいません。

最近、晩婚化の社会情勢により高齢妊娠の発生頻度は増加し、それに伴い胎盤異常を呈する異常妊娠が増加しています。たとえば、流産や低出生体重児、妊娠高血圧症候群、妊娠糖尿病、癒着胎盤などの周産期合併症が、近年、増加傾向にあります。これらの異常には、母体の加齢に加え、ストレス、栄養、運動不足などの環境要因が、胎盤機能の異常に関与するのではないかと考えられています。このような子宮内の環境の悪化は、出生児の体重だけでなく、将来の子どもの健康状態や精神、神経の発達にも影響を及ぼすことが知られています。しかし、これらの疾患の発症機序や病態解明には不明な点が多く、効果的な治療法は未だ確立されていません。その理由として、ヒト妊婦を対象とした臨床試験を実施できない点や、有用な疾患モデルが存在しない事が挙げられます。発症のメカニズムを探ることは、周産期の疾患の予防に繋がります。

当研究室では、これまで成功例の見られなかったヒト胎盤幹(TS)細胞の樹立に、世界で初めて成功しました。このヒトTS細胞は、遺伝子発現とエピゲノム修飾状態が、生体の胎盤細胞と極めて類似した分子生物学的な特性を維持していました。また、増殖因子を添加すると、ホルモン分泌に働く合胞体栄養膜(ST)細胞と子宮内膜への浸潤能を有する絨毛外栄養膜(EVT)細胞に容易に分化誘導することができます。
今後、ヒトTS細胞は、ヒト胎盤の発生や分化の分子メカニズムの解明、胎盤異常を示す疾患モデルの作成、治療薬剤の開発など、基礎研究や臨床応用への進展が期待されます。

私たちは、ヒトTS細胞を用いることで、ヒト胎盤の発生・分化・増殖についてのエピジェネティックな制御と疾患発症の分子メカニズムについて明らかにすることを目指しています。また、哺乳類の進化と伴に獲得された様々な生物学的な特徴や形質について、胎盤形成の側面よりアプローチしていきます。これらの研究の成果は、基礎的な研究に留まらず、生殖補助医療、再生医療などに広く応用が期待できるものと信じています。

1.胎盤発生・分化・がん化の分子機構の解明:

着床前の受精卵において、将来胎盤となる細胞と胎児になる細胞に分かれ、発生します。ヒト胎盤幹(TS)細胞を用い、胎盤発生・分化のメカニズムを解明することを目標にしています。また、胎盤の癌化(絨毛癌)の機序および妊娠高血圧症候群、胎児発育不全、染色体異常児の胎盤を利用したヒト胎盤の疾患の病態の解明に迫り、疾患の予防や治療法の開発に繋げていきます。

2.哺乳類の進化に関する研究:

異種動物間の胎盤の特徴と分子機構の特異性・連続性・多様性について研究し、胎盤組織構築の種特異性と哺乳類の進化の関連性を探ります。

3.ゲノムインプリンティング現象の分子機構の解明:

系統的解析より、ヒト及びマウスの新規インプリンティング遺伝子を単離・同定します。また、ゲノムインプリンティング現象の分子機構について、ゲノム編集したTS細胞を作製し、解明するとともに、インプリンティング遺伝子の異常と疾患との関連性を研究しています。

4.生殖補助医療の安全性評価に関する研究

我が国を含む先進国では、女性の社会進出の機会の増加に伴い、晩婚化や初産の高年齢化が進んでいます。また、体外受精や顕微授精、凍結胚移植などの生殖補助医療(ART)で出生する児は年々増加傾向にあります。一方で、ARTにより出生した児には、様々な特徴があることも報告されています。ART操作を行う精子、卵子や受精卵は、エピジェネティックな変化を受けやすいためであると推測されています。当研究室では、エピゲノムの観点よりART治療の安全性評価を行い、健康な児の誕生と安定した発育と発達がみられるART治療の標準化に貢献したいと考えています。

5.ヒト生殖補助医療(ART)とインプリンティング異常症の関連性についての研究:

ARTの普及率向上に伴い、増加が指摘されるインプリンティング異常症の実態解明とリスク要因の特定、標準化医療への貢献を目指している。

6.ヒト胎盤幹(TS)細胞の臨床応用:

ヒト胎盤は、謎多き臓器である。産学連携し、iPS細胞ではカバーしきれない生殖補助医療や再生医療にも挑戦していきたいと考えている。