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宮本教授らの研究グループが、ヒトの着床に関わる新たな制御機構を解明しました。
ポイント
- 核内アクチンの挙動を可視化できる子宮内膜間質細胞を樹立し、着床や妊娠の維持に必須である脱落膜化現象の研究に使用しました。
- ヒト胚の着床に必要となる脱落膜化が、細胞核内でのアクチンタンパク質の動態変化によって制御されることを世界で初めて明らかにしました。
- また、核内アクチン集合体を制御する因子として、転写因子C/EBPbを同定しました。
- ヒトの着床に関わる新たな機構が明らかになるとともに、着床不全による不妊症患者に対する治療法の開発に貢献することが期待されます。
概要
山口大学（学長：谷澤 幸生）の大学院医学系研究科産科婦人科学講座（田村 功講師、杉野 法広教授）と九州大学（総長：石橋 達朗）の大学院農学研究院繁殖生理学分野（宮本 圭教授（2024年３月まで近畿大学所属））の研究グループは、ヒト胚の着床注1に必要となる脱落膜化注2という現象が、細胞核内でのアクチン注3タンパク質の動態変化によって制御されることを世界で初めて明らかにしました。
着床とは、受精卵が子宮内膜に接着・浸潤する妊娠成立のための最初のステップです。この過程では、子宮内膜で様々な変化が誘導され受精卵を受け入れることができるようになります。そのうちの一つである子宮内膜間質細胞の脱落膜化は、ホルモンの影響により細胞が機能的にも形態学的にも劇的に変化する特有の現象であり、着床や妊娠の維持に必須の現象です。脱落膜化が障害された場合は、受精卵を受け入れることができず着床不全となり不妊症となります。この脱落膜化の調節機構は未だ完全には明らかにされていません。
近年、細胞骨格の構成組織であるアクチンタンパク質は、細胞質だけではなく核内にも存在することが明らかとなってきており、その遺伝子発現注4制御への役割が着目されています。研究グループは、脱落膜化を受けるヒト細胞核内の変化を観察したところ、アクチンが重合し繊維化した特殊な構造体が出来上がることを発見しました（図１）。またこの核内アクチンの繊維化は、脱落膜化の誘導に重要な役割を持っていることを示しました。本研究によってヒトの着床に関わる新たな機構が明らかになるとともに、着床不全による不妊症患者に対する治療法の開発に貢献することが期待されます。
本研究成果は、2024年７月11日付（ロンドン時間午前10時）で、Communications Biologyに掲載されました。
用語解説
注1. 着床
卵子と精子の受精によってできた受精卵が、子宮内の子宮内膜に接着すること。妊娠の最初のステップである。様々な原因で子宮内膜の機能が障害されると着床不全となり不妊症の一因となる。
注２. 脱落膜化
子宮内膜は主に上皮細胞と間質細胞により構成されるが、間質細胞は着床期に向けて脱落膜化という細胞の形態的・機能的分化を遂げる。この過程は妊娠の成立・維持に必須な現象であり、脱落膜化の障害は着床不全の原因となる。脱落膜化過程では着床現象に必要な多くの遺伝子発現変化と細胞機能変化が誘導される。
注3. アクチン
細胞骨格の構成因子であり、これまでは、細胞質のみに存在すると考えられていた。しかし、近年の研究によりアクチンは核内にも存在することが分かってきた。さらに、アクチンは単量体または、それらの重合体の状態で存在しており、遺伝子発現制御を含めた核内の様々なイベントに関わっていると考えられている。
注4. 遺伝子発現
細胞核内にはゲノムDNAがあり、RNAへと転写され、最終的にRNAからタンパク質がつくられる。この一連の流れを遺伝子発現とよび、私たちが生命活動を行うために必須の現象である。
論文情報
掲載誌：Communications Biology
タイトル：Nuclear actin assembly is an integral part of decidualization in human endometrial stromal cells
著者名： Isao Tamura, Kei Miyamoto, Chiharu Hatanaka, Amon Shiroshita, Taishi Fujimura, Yuichiro Shirafuta, Yumiko Mihara, Ryo Maekawa, Toshiaki Taketani, Shun Sato, Kazuya Matsumoto, Hiroshi Tamura, Norihiro Sugino
田村 功（責任著者）、宮本圭（共第一著者、責任著者）、畑中千春、城下亜文、藤村大志、白蓋雄一郎、三原由実子、前川亮、竹谷俊明、佐藤 俊、松本和也、田村博史、杉野法広
DOI ：10.1038/s42003-024-06492-z
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