機能的LH受容体の発現誘導によるブタ体外成熟卵子の発生能向上に関する研究

• Project/Area Number: 16780195
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Applied animal science
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 島田 昌之 広島大, 助手 (20314742)
• Project Period (FY): 2004 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000); Fiscal Year 2005: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2004: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
• Keywords: ブタ卵子 / 体外成熟培養 / プロジェステロン / プロジェステロン受容体 / タンパク分解酵素 / コレステロール合成 / シグナル伝達 / 排卵

Research Abstract

体外成熟培養により、高い発生能を有するブタ成熟卵子を作出するためには、体内と同様に排卵誘起ホルモンであるLHにより卵子の成熟を誘導する必要がある。しかし、体外成熟培養に用いるブタ卵子、および卵子に付着する卵丘細胞にはLHに対する受容体が発現していない。従って、LH受容体(LHR)の形成メカニズムを追求した。
その結果、FSHの刺激により卵丘細胞にLH受容体が形成されること、これはFSHにより卵丘細胞内でcAMPが合成され、このcAMPが、Epacを介してPI 3-kinaseを活性化し、PKBを介してLHR mRNAが転写されていることが明らかとなった。また、LHR mRNAの安定化には、エストロジェンとアンドロジェンは負の作用を有すのに対して、プロジェステロン正の作用を有することも示した。
このプロジェステロンの作用は、プロジェステロン受容体A(PRA)依存的であり、このPRAの作用には、卵子の排卵に重要な役割を果たす卵丘細胞の膨潤、細胞間接着の剥離があること、この作用はADAMTS-1依存的であること、PRAを活性化するプロジェステロンは、卵丘細胞内でFSH刺激により活性が上昇するコレステロール合成系を介して分泌されていること、コレステロール合成系に関わる遺伝子群の発現も上昇していることなどを明らかとした。
これらの結果から、ブタ卵子の成熟を誘起するために必須であるLHシグナルは、FSHにより活性化されるPI 3-kinase経路を解するLHR mRNAの転写促進と、そのmRNAの安定化をもたらすPR系により誘導されることが初めて明らかとしたものである。また、これらの経路に関わるプロジェステロン分泌機構、PRの作用に関しても数多くの知見を見いだした。今後は、卵丘細胞に効率よくLHRを誘導する培養系を開発し、ブタ卵子を中心とした卵子の体外成熟培養環境の改善を行う計画である。

Research Products

• [Journal Article] Gonadotropin-induced delta 14-reductase and delta 7-reductase gene expression in cumulus cells during meiotic resumption of porcine oocytes. (2005)
  • Author(s): Yamashita Y.
  • Journal Title: Endocrinology 146(1) Pages: 186-194
• [Journal Article] Expression of two progesterone receptor isoforms in cumulus cells and their roles during meiotic resumption of porcine oocytes (2004)
  • Author(s): Shimada M.
  • Journal Title: J Mol Endocrinol 33(1) Pages: 209-225
• [Journal Article] Down-regulated expression of A disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin-like repeats-1 by progesterone receptor antagonist is associated with impaired expansion of pocine COCs. (2004)
  • Author(s): Shimada M.
  • Journal Title: Endocrinology 145(10) Pages: 4603-4614
• [Journal Article] FSH-induced Activation of PI 3-kinase-PKB Pathway is Essential for LH Receptor Formation in Cumulus Cells during Meiotic Resumption of Porcine Oocytes (2004)
  • Author(s): Shimada M.
  • Journal Title: Jap J Reprod Endocrinol 9 Pages: 49-55
  • NAID: 40006844914
• [Journal Article] Effects of adding luteinizing hormone to a medium containing follicle stimulating hormone on progesterone-induced differentiation of cumulus cells during meiotic resumption of porcine oocytes (2004)
  • Author(s): Shimada M.
  • Journal Title: Anim Sci J 75(6) Pages: 515-524
  • NAID: 10018625080
• [Journal Article] The role of calcium/calmodulin-dependent protein kinase II on the inactivation of MAP kinase and p34cdc2 kinase during fertilization and activation in pig oocytes. (2004)
  • Author(s): Ito J.
  • Journal Title: Reproduction 128(4) Pages: 409-415