科学論文紹介

Generation of Blastocyst-like Structures from Mouse Embryonic and Adult Cell Cultures ~培養細胞のみから胚が作れる?~

buraridaさんによるイラストACからのイラスト

Generation of Blastocyst-like Structures from Mouse Embryonic and Adult Cell Cultures
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31626770

Expanded pluripotent stem (EPS) cellを使って、初期胚を再構成した論文がでていました。いつか出るだろうなと思ってはいましたが、EPS cellの報告からたった2年で出てくるとは。

2017年に報告されたEPS細胞(その時は、同じEPS cellでもExpanded potential stem cellと称されていましたが)1は、ES細胞やiPS細胞よりも未分化な状態で、胎児だけでなく胎盤にも分化する能力を持ちます。それなら、EPS細胞を上手いこと培養してやることで、単一の細胞から胚が再構成できるのではというのが発想の源です。

培養条件とかは複雑なので割愛しますが、EPS細胞を逆ピラミッド型の容器に入れてやって培養すると6日後には、blastocyst様の構造を自発的に形作ります (Fig. 1; EPS-blastoidと命名)。このEPS-blastoidの形成過程では、初期胚におけるcompactionやapical domainへのaPKCやPAR complex proteinの局在, YAPのリン酸化制御、また、trophoblast lineageでのpaternal X のsilencingなどが再現されていました (Fig. 2)

さらに、Fig.3では、ICM/Epiblast, Primitive Endoderm, Trophectodermの3 lineageをきちんと有していることが免疫染色で示されていました。ただ、GATA4 +のblastoidは2割程度で、やや、Primitive Endodermの形成効率が低そうです。

そして、Fig4では見てて眠たくなりそうな、in slicoのデータ。最近はきっとRNA-seqしないといい雑誌には掲載できないのでしょう、、、Natural BlastocystをSingle cell RNA-seqしてやると3つのclusterに分かれます(ICM/Epiblast, Primitive Endoderm, Trophectodermですね)。一方、Blastoidは、7つのclusterに分かれ、うち4つがNatural Blastocystのclusterと合致します(Primitive Endodermに相当するものが2つ)。残りの3つのclusterは、ICM/EpiblastとTrophectodermの両方のマーカーを発現するどっち付かず状態にあるみたいです(Fig4. C & D). また、Differentially Expressed Genes (DEGs)を見てやったところ、 ICM/Epiblastでは 53個、Primitive endodermでは67個、Trophectodermでは2個と、Trophectodermの遺伝子発現プロファイルはかなり良好なようです(Fig4. E-G)。

ここまでくれば、さらに発生できるのかが気になるところ。まず、Fig5では、in vitro でEgg-cylinder様の構造に発生することが確認されていました。一番気になる、in vivoでの発生ですが、EPS-Blastoidを子宮に入れてやったところ、着床して脱落膜が形成されことが確認されます (Fig. 6 A-C)。しかしながら、胎生期7.5日に相当するステージで胚を回収してやると、発生を停止、奇形を示していました (Fig. 6G)。

最後に、体細胞からreprogramingにより、EPS細胞を作製し(induced EPS; iEPS)、同じように実験したところ、Fig.1 ~ Fig.6と同じようなデータが取れていました(iEPSの方がやや成績は悪め)。

残念ながら?安心なことに?今回の論文では仔がとれるまではいきませんでした。でも、いつ誰がやってもおかしくない段階に来ているのではないでしょうか。培養細胞のみから生命ができるようになれば、世間にとてつもないimpactを与えるのは間違いないでしょう。
今から踏み込んでも勝てる気はしませんが、ポスドクでやってみようかな、、、

Reference
1. Yang, J., Ryan, D.J., Wang, W., Tsang, J.C.-H., Lan, G., Masaki, H., Gao, X., Antunes, L., Yu, Y., Zhu, Z., et al. Establishment of mouse expanded potential stem cells. Nature 550, 393–397. (2017)