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ハイパーサーミアは、ヒト胚様体の自発的な分化を妨害し、遅延させる
Hyperthermia Disturbs and Delays Spontaneous Differentiation of Human Embryoid Bodies.
PMID: 32604871 PMCID: PMC7345654. DOI: 10.3390/biomedicines8060176.
抄録
様々なタイプのストレス刺激は、胚発生期の胚の正常な発育を脅かすことが示されています。長時間の熱曝露は、胚の発生を脅かす最も一般的なストレス因子である。細胞質における熱ストレス制御機構についての広範な研究にもかかわらず、小胞体（小胞体）の熱ストレス応答については不明な点が多い。本研究では、ヒト胚性幹細胞（hESCs）を用いて、初期胚発生における熱ストレスの影響、特に小胞体ストレス応答の変化を調べた。過熱（42℃）培養では、hESC の分化に関与する ER ストレス応答遺伝子が曝露後 1 時間以内に誘導され、その結果、分化が障害され、遅延した。また、高熱曝露は、プロテインキナーゼRNA様小胞体キナーゼ(PERK)シグナル伝達経路に関連する活性化転写因子4(ATF4)やC/EBP相同タンパク質(CHOP)遺伝子の発現レベルを上昇させた。さらに、化学シャペロンであるタウロウルソデオキシコール酸が高熱下での分化遅延を緩和することを明らかにした。本研究では、超温熱誘発性小胞体ストレスに応答する新規な遺伝子マーカーを同定し、ヒト胚発生を制御するメカニズムについての更なる知見を得ることができました。
Various types of stress stimuli have been shown to threaten the normal development of embryos during embryogenesis. Prolonged heat exposure is the most common stressor that poses a threat to embryo development. Despite the extensive investigation of heat stress control mechanisms in the cytosol, the endoplasmic reticulum (ER) heat stress response remains unclear. In this study, we used human embryonic stem cells (hESCs) to examine the effect of heat stress on early embryonic development, specifically alterations in the ER stress response. In a hyperthermic (42 °C) culture, ER stress response genes involved in hESC differentiation were induced within 1 h of exposure, which resulted in disturbed and delayed differentiation. In addition, hyperthermia increased the expression levels of activating transcription factor 4 (ATF4) and C/EBP homologous protein (CHOP) genes, which are associated with the protein kinase RNA-like endoplasmic reticulum kinase (PERK) signaling pathway. Furthermore, we demonstrated that tauroursodeoxycholic acid, a chemical chaperone, mitigated the delayed differentiation under hyperthermia. Our study identified novel gene markers in response to hyperthermia-induced ER stress on hESCs, thereby providing further insight into the mechanisms that regulate human embryogenesis.