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Improving quality and postthaw survival of bovine embryos by regulation of cathepsin signal pathway

Research Project

Project/Area Number 15F15400
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Animal production science
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

高橋 昌志  北海道大学, 農学研究院, 教授 (10343964)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) BALBOULA AHMED  北海道大学, (連合)農学研究科(研究院), 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2015-11-09 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2017: ¥400,000 (Direct Cost: ¥400,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsウシ / 卵子 / 胚盤胞 / カテプシン / アポトーシス / ガラス化 / 染色体分離 / 初期胚 / オートファジー
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、特別研究員Ahmed Z Balboura博士が別ポストへの採用のため、研究機期間が短縮たため、昨年度の研究の継続に注力した。特に、本研究で期待される凍結保存後のウシ胚の生存性向上への効果に関しては、前年度に明らかとなったガラス化保存胚の生存性向上へのカテプシン阻害剤の効果の検証を行い、カテプシンB阻害剤であるe-64および、カテプシンK阻害剤であるOdanactib、それぞれが凍結後の生存性への向上効果が確認された。実際にガラス化処理後の胚盤胞において、カテプシンBの活性を詳細に観察したところ、無処理胚と比べてガラス化処理胚では、胚盤胞外周を構成し、胎盤に分化する栄養膜細胞(TE)において、胚の内部に位置し、将来胎児に分化する内部細胞塊(ICM)と比べてカテプシン活性の増加が検出された。同時に、TUNEL染色によるDNA損傷の検出では、TE細胞でのDNA損傷の増加が確認された。また、同時にアポトーシス関連遺伝子であるcaspase9の有意な増加が確認された。これらのことから、ガラス化処理を含む凍結処理によって保存液に直接接する栄養膜細胞への物理的な障害が細胞への損傷を直接的に引き起こし、それを受けた細胞内のカテプシンの活性化-その下流のシグナルとして知られているアポトーシスの経路が活性化することが示唆された。今後は、ICMとTEの異なった細胞における応答性への際の研究が今後、必要である。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Heat-shock-induced cathepsin B activity during IVF and culture compromises the developmental competence of bovine embryos2018

    • Author(s)
      Ken-ichi Yamanaka, Hafiza Khatun, Junki Egashira, AhmedZ Balboula, Hideki Tatemoto, Miki Sakatani, Naoki Takenouchi, Yasuhiko Wada, Masashi Takahashi
    • Journal Title

      Theriogenology

      Volume: 114 Pages: 293-300

    • DOI

      10.1016/j.theriogenology.2018.04.005

    • NAID

      120006650532

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Oxidative and redox regulation in in vitro development of bovine preimplantation embryos2017

    • Author(s)
      高橋昌志
    • Organizer
      中国西北農業科技大学 畜産科学部
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Evaluation and regulation of intracellular cysteine protease to improve the quality and quantity of bovine in vitro embryo production2017

    • Author(s)
      Masashi Takahashi
    • Organizer
      International Conference on Beef Cattle improvement and industrialization in China. Proceedings
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Cathepsin B regulation rescues the perturbation of SAC function in vitrified mouse oocytes2016

    • Author(s)
      A.Z. Balboula, H. Bai, M. Kawahara, T. Kotani, M. Takahashi
    • Organizer
      第109回日本繁殖生物学会大会
    • Place of Presentation
      麻布大学(神奈川県・相模原市)
    • Year and Date
      2016-09-11
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] 遺伝繁殖学研究室 - 北海道大学 農学部

    • URL

      http://lab.agr.hokudai.ac.jp/anim/breed/index.html

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] 遺伝繁殖学研究室 - 北海道大学 農学部

    • URL

      http://www.agr.hokudai.ac.jp/anim/breed/member.html

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] 北海道大学遺伝繁殖学研究室

    • URL

      http://www.agr.hokudai.ac.jp/anim/breed/

    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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