血液精巣関門の新たな機能の解明：精子発生の調節を担うゲートキーパーとしての役割

• Project/Area Number: 12J02135
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Basic veterinary science/Basic zootechnical science
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 千原 正尚 北海道大学, 獣医学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2014: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2013: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2012: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 精巣 / 石灰沈着 / heat stress / 血液精巣関門 / 減数分裂 / MRL/MpJ / ビタミンA欠乏

Outline of Annual Research Achievements

暑熱環境に曝された精巣では、精細管上皮に重篤なダメージが誘導され、精細胞はアポトーシスにより死滅する。興味深いことに、MRL/MpJ マウスには熱抵抗性精子形成維持機構が存在し、この表現型の責任遺伝子座は1番染色体81cM近傍および11番染色体40cM近傍に存在することが示唆されている。本研究は、これらの遺伝子座の機能解明を目指して実施した。
今年度は、昨年度までに作出した1番染色体約81cMおよび11番染色体約40cMの領域がMRL/MpJマウス型であるコンジェニックマウス (B6.MRLc1、B6.MRLc11、B6.MRLc1c11)を用いて熱ストレス誘導後の精巣を解析した。
腹腔内停留精巣では、コンジェニックマウスの中でB6.MRLc1c11マウスの精子形成が最も高い熱抵抗性を示した。このことから、持続的高温環境下ではMRL/MpJマウスに由来する1番および11番染色体上の責任遺伝子が相互に作用し合って精巣の熱抵抗性を高めていることが示唆された。温水曝露後短期間における精細管上皮へのダメージは、B6.MRLc11およびB6.MRLc1c11マウスではMRL/MpJマウスと同様に軽度であり、精子形成も部分的に維持されていた。一方、B6.MRLc1マウスではこのような熱抵抗性は認められなかったことから、一過性の高温環境下においては11番染色体上に存在する責任遺伝子座が精細管上皮へのダメージを緩和する働きをしている可能性が示唆された。さらに、温水曝露後長期間が経過した精巣に認められる石灰沈着の発症抑制が、作出したコンジェニックマウスの全てで認められたため、MRL/MpJに由来する1番染色体および11番染色体上のそれぞれの遺伝子座が熱ストレスにより誘導される精上皮の変性の修復に関与している可能性が示唆された。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] The onset of heat-induced testicular calcification in mice: involvement of the telomeric locus on chromosome 1. (2014)
  • Author(s): Chihara M, Nakamura T, Sakakibara N, Otsuka S, Ichii O, Kon Y.
  • Journal Title: The American Journal of Pathology Volume: 189 Issue: 9 Pages: 2480-2492
  • DOI: 10.1016/j.ajpath.2014.06.004
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Mice stage-specific claudin 3 expression regulates progression of meiosis in early stage spermatocytes (2013)
  • Author(s): Chihara M, Ikebuchi R, Otsuka S, Ichii O, Hashimoto Y, Suzuki A, Saga Y, Kon Y.
  • Journal Title: Biology of Reproduction Volume: 89 Issue: 1 Pages: 1-12
  • DOI: 10.1095/biolreprod.113.107847
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Vitamin A Deprivation Affects the Progression of the Spermatogenic Wave and Initial Formation of the Blood-testis Barrier, Resulting in Irreversible Testicular Degeneration in Mice (2013)
  • Author(s): Chihara M, Otsuka S, Ichii O, Kon Y.
  • Journal Title: Journal of Reproduction and Development Volume: 59 Issue: 6 Pages: 525-535
  • DOI: 10.1262/jrd.2013-058
  • NAID: 130003361053
  • ISSN: 0916-8818, 1348-4400
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Distinct Distribution of the Tensin Family in the Mouse Kidney and Small Intestine (2012)
  • Author(s): Nishino T, Sasaki N, Chihara M, Nagasaki K, Torigoe D, Kon Y, Agui T.
  • Journal Title: Experimental Animals Volume: 61 Issue: 5 Pages: 525-532
  • DOI: 10.1538/expanim.61.525
  • NAID: 10031121857
  • ISSN: 0007-5124, 1341-1357, 1881-7122
  • Peer Reviewed
• [Presentation] MRL/MpJ Mouse-derived Loci Acting to Protect the Spermatogenesis Under Testicular Hyperthermia (2015)
  • Author(s): Chihara M, Otsuka-Kanazawa S, Ichii O, Kon Y.
  • Organizer: The 5th Congress of Asian Association of Veterinary Anatomists
  • Place of Presentation: Bali, INDONESIA
  • Year and Date: 2015-02-11 – 2015-02-13
• [Presentation] ビタミンA欠乏食給餌マウスからみる精細胞―血液精巣関門の相互作用 (2013)
  • Author(s): 千原正尚、市居修、大塚沙織、昆泰寛
  • Organizer: 第156回日本獣医学会学術集会
  • Place of Presentation: 岐阜大学(岐阜市)
  • Year and Date: 2013-09-20
• [Presentation] 熱ショック誘導性の精細管腔内石灰沈着の発生機序と抑制因子の解析 (2013)
  • Author(s): 千原正尚、市居 修、大塚沙織、橋本善春、昆 泰寛
  • Organizer: 第155回日本獣医学会学術集会
  • Place of Presentation: 東京大学(目黒区)
  • Year and Date: 2013-03-29
• [Presentation] Analysis of claudin-3 expression and function during the murine spermatogenesis (2012)
  • Author(s): Chihara M, Otsuka S, Ichii O, Hashimoto Y, Kon Y.
  • Organizer: The 4th congress of Asian association of veterinary anatomists
  • Place of Presentation: Kasetsart university (Thailand)
  • Year and Date: 2012-10-25
• [Presentation] 高温曝露後の精巣における減数分裂の進行と精細管腔内に出現する石灰沈着 (2012)
  • Author(s): 千原正尚、市居 修、大塚沙織、橋本善春、昆 泰寛
  • Organizer: 第154回日本獣医学会学術集会
  • Place of Presentation: 岩手大学(盛岡市)
  • Year and Date: 2012-09-16