ヘムオキシゲナーゼによる精巣のストレス感知機構と造精機能制御の分子基盤

• Project/Area Number: 12770931
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Obstetrics and gynecology
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 小澤 伸晃 慶應義塾大学, 医学部, 助手 (70224219)
• Project Period (FY): 2000 – 2001
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2001)
• Budget Amount: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2001: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 2000: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: 一酸化炭素 / アポトーシス / 精子減少症 / 重金属ストレス / ヘムオキシゲナーゼ / カドミウム / Lexdig細胞

Research Abstract

本研究ではラット精巣におけるカドミウム暴露に伴うHO(ヘムオキシゲナーゼ)アイソザイムの発現様式と造精機能に及ぼす意義について検討し,以下の知見が得られた.
1.免疫組織学的検討によりコントロールにおいてはHO-1はSertoli細胞と間質マクロファージに発現が認められ,カドミウム暴露によりLeydig細胞で著明に発現が増強した.一方HO-2は成熟した精細胞であるelongated spermatidや遺残体に認められた.
2.HO-1活性を特異的に阻害するGTS-3を用いてHO両アイソザイムの酵素活性を定量的に解析することに成功した.コントロールではHO-1,HO-2各々の活性比は1:2であったが,カドミウム暴露によりHO-1活性は上昇し,HO-2活性は次第に減弱した.蛋白の発現も同様の傾向であった.
3.HOの反応生成物であるビリルビンの染色性はHO-1発現細胞で陽性となり,カドミウム暴露によりLeydig細胞でその染色性は増強した.またHO-1活性の上昇に伴い,ミクロソーム分画中のP450量は低下した.
4.カドミウム暴露により精細管周囲のspermatogonia, primary spermatocyteなどの精細胞でアポトーシスが検出された.アポトーシスの出現頻度はHO活性を特異的に阻害することにより抑制され,その抑制効果は一酸化炭素供与体の投与により消失したことより,カドミウム暴露後急性期においてはCOにより精細胞でアポトーシスが誘導されていることが考えられた。
5.ストレス負荷時にはHO-1誘導により生成された一酸化炭素により,Sertoli細胞あるいはspermatogonia, primary spermatocyteなどの精細胞でFas-Lの発現が増強し,Fasを発現している減数分裂直前の精細胞がアポトーシスに陥り,精子形成が制御される可能性が示唆された。