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マウス胚の三次元形態構築に必要な空間構造の力学的性質とその機能の解明

松尾 勲

上田 陽子, 吉田 千春

マウス胚は、まず球形の受精卵として卵管を移動し、胚性4.5日目に子宮内膜に着床する。その後、子宮組織に囲まれた閉鎖空間内で球形から卵円筒形へと3D形態形成を進行させる。現在までに、子宮から胚への物理的拘束が前後軸形成に必要であることを示してきたが、子宮内で胚にかかる力の大きさなどは不明である。また、着床後胚は、ライヘルト膜(非細胞性の基底膜)に包まれているため、子宮内圧は、ライヘルト膜を介して胚に伝わると想定されるが、胚の3D形態形成に対するライヘルト膜の力学的機能は全く不明である。本課題では、「ライヘルト膜は、子宮圧力から胚を保護し、その圧力を調節することで3D形態構築に働いている」という仮説の検証をすすめる。

マウス胚は、着床の前後で胚盤胞の球形から細長い卵円筒形へと3D形態を変化させているが、ライヘルト膜が自身の空間構造を利用して、子宮内力をどのように調節してこの3D形態形成に寄与しているか解明できると期待される。

本申請課題では、測定した初期胚の3D形態形成に関わる圧力・弾性率などから、実験では実証困難な事象について、シミュレーションによる仮説の強化を目指している。この点について、班員内での有機的な連携を通じて、数理モデルの構築やシミュレーションの有効性などについて議論を深めたい。