精子幹細胞ニッシェ移植法の開発

• Project/Area Number: 15039217
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 篠原 隆司 京都大学, 医学研究科, 教授 (30322770)
• Project Period (FY): 2003 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥4,800,000 (Direct Cost: ¥4,800,000); Fiscal Year 2004: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000); Fiscal Year 2003: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
• Keywords: 精子形成 / 幹細胞 / 移植 / ニッシェ / 不妊 / セルトリ細胞 / 精子 / 生殖細胞

Research Abstract

哺乳類精巣の精子幹細胞は成体で無限に増殖し、減数分裂をへて精子形成にいたる源となる細胞である。しかしながら、その重要性にも関わらず、この細胞がどのような形質を持ち、どうやって自己複製という生物学的にユニークな特徴を獲得・維持するのに至ったかは知られていない。本研究では、この精子幹細胞がどのように増殖制御されているかを解明するために幹細胞の維持に必須であると考えられているニッシェの移植技術を開発することを目的としている。
昨年度、我々はマウスの精子幹細胞のニッシェの移植に成功し、ニッシェを構成するセルトリ細胞に欠陥があるために不妊になっているマウスの精巣でニッシェを再構成することで精子形成を再生することに成功した。本年度ではこの実験系を更に発展させて、セルトリ細胞に欠陥がある不妊マウス(Steelマウス)の不妊治療に成功した。
セルトリ細胞から分泌されるSteel因子の欠損のために不妊になっているマウスの精巣へ生殖細胞側の異常のために不妊になっているWマウスのセルトリ細胞を移植したところ、精子形成が再開し、そこで得られた精子形成細胞を用いて顕微受精を行うと、Steelマウス由来の遺伝子を持つ子孫を得ることが出来た。またここで得られた子孫は正常に交配することが可能であった。これらの結果は、セルトリ細胞の異常による不妊症の治療にはセルトリ細胞の移植が有効であることを示すものであり、今後ヒトにおいても応用の可能性を検討するべきものである。

Research Products

• [Journal Article] Spermatogenesis from epiblast and primordial germ cells following transplantation into postnatal mouse testis. (2005)
  • Author(s): Chuma, S. et al.
  • Journal Title: Development 132 Pages: 117-122
• [Journal Article] Genetic selection of mouse male germline stem cells in vitro : Offspring from single stem cells. (2005)
  • Author(s): Kanatsu-Shinohara, M. et al.
  • Journal Title: Biology of Reproduction 72 Pages: 236-240
• [Journal Article] Generation of pluripotent stem cells from neonatal mouse testis. (2004)
  • Author(s): Kanatsu-Shinohara, M. et al.
  • Journal Title: Cell 119 Pages: 1001-1012
• [Journal Article] Transgenic mouse produced by retroviral transduction of male germline stem cells in vivo. (2004)
  • Author(s): Kanatsu-Shinohara, M. et al.
  • Journal Title: Biology of Reproduction 71 Pages: 1202-1207
• [Journal Article] Regulation of mouse spermatogonial stem cell self-renewing division by the pituitary gland. (2004)
  • Author(s): Kanatsu-Shinohara, M. et al.
  • Journal Title: Biology of Reproduction 70 Pages: 1731-1737
• [Journal Article] CD9 is a surface marker on mouse and rat male germline stem cells. (2004)
  • Author(s): Kanatsu-Shinohara, M. et al.
  • Journal Title: Biology of Reproduction 70 Pages: 70-75
• [Patent(Industrial Property Rights)] 精巣細胞由来多能性幹細胞の製造方法 (2004)
  • Inventor(s): 篠原 隆司, 篠原 美都
  • Industrial Property Rights Holder: 京都大学
  • Industrial Property Number: 2004-101320
  • Filing Date: 2004-03-30
• [Publications] Shinohara, T., et al.: "Restoration of spermatogenesis in infertile mice by Sertoli cell transplantation"Biology of Reproduction. 68. 1064-1071 (2003)
• [Publications] Kanatsu-Shinohara M. et al.: "Functional assessment of self-renewal activity of male germline stem cells following cytotoxic damage and serial transplantation"Biology of Reproduction. 68. 1801-1807 (2003)
• [Publications] Kanatsu-Shinohara, M. et al.: "Long-term proliferation in culture and germline transmission of mouse male germline stem cells."Biology of Reproduction. 69. 612-616 (2003)
• [Publications] Yoshimoto, M. et al.: "Direct visualization of homing, proliferation and quiescence of transplanted hematopoietic cells in intact mouse organs; Indicative of the presence of niche."Exp.Hematol.. 31. 733-740 (2003)
• [Publications] Kanatsu-Shinohara, M. et al.: "Restoration of fertility in infertile mice by transplantation of cryopreserved male germline stem cells."Human Reproduction. 18. 2660-2667 (2003)
• [Publications] Kanatsu-Shinohara, M. et al.: "CD9 is a surface marker on mouse and rat male germline stem cells."Biology of Reproduction. 70. 70-75 (2004)