生殖戦略の性分化を支えるほ乳類精細管の周期的機能変化のメカニズム

• Project/Area Number: 19040011
• 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: 吉田 松生 Kyoto University, 医学研究科, 非常勤講師 (60294138)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥6,000,000 (Direct Cost: ¥6,000,000); Fiscal Year 2008: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000); Fiscal Year 2007: ¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000)
• Keywords: マウス / 精子形成 / 幹細胞 / 分化 / 精巣 / ニッチ / 性分化 / 発生

Research Abstract

ヒトを含むほ乳類は、雌雄で大きく分化した生殖戦略をとることが、進化の勝者となった一因である。すなわち、メスが一生を通じて生産する卵子はごく少数(ヒトの場合約400)であり、妊娠や育児により個々の産仔に多くの資源を投入する。その結果、メスが受精可能な時期は限られる。一方、オスの精巣では長期間多数の精子を生み出し続ける。オスが長期間大量に精子をつくることにより、メスが交配可能な時期が短いことをおぎない、効率よく次世代を残すのである。
本研究課題では、この、ほ乳類の生殖細胞の分化を支える、オスの継続する精子形成を実現するメカニズムを解明することである。具体的には、精子形成を支える幹細胞、精巣組織の中に持続すると同時に、精子へと分化する細胞を生み出し続ける機構である。さらに具体的には、マウスでは、幹細胞を含む少数の「未分化型精原細胞」は8.6日の周期で定期的に分化細胞(「分化型精原細胞」)を生み出すのであるが、その周期的分化を実現する機構を明らかにすることが、本研究の目的である。
本研究は、科学研究費補助金の重複受給の規定に従い、年度半ばで廃止することとなった。その間、以下のような研究成果を得た。すなわち、「未分化型精原細胞」は、体細胞の支持細胞であるセルトリ細胞の周期的機能変化と同調して分化型精原細胞を生み出すのであるが、更に分化した精子形成細胞がセルトリ細胞と未分化型精原細胞の両者に働きかけることによりセルトリ細胞の機能的周期と未分化型精原細胞の周期が同調することが示唆された6この成果は、今までほとんど問われてこなかった、幹細胞の分化の時間的制御に新しい示唆を与える重要な知見である。

Research Products

• [Journal Article] Spermatogenic stem cell system in the mouse testis (2009)
  • Author(s): S. Yoshida
  • Journal Title: Cold Spring Harbor Laboratory Symposia on Qu antitative Biology Series, "Control and Regulatio n of Stem Cells" 72(印刷中)
  • NAID: 40015720661
• [Journal Article] Casting back to the stem cells (2009)
  • Author(s): S. Yoshida
  • Journal Title: Nature Cell Biology (News and Views) (印刷中)
• [Journal Article] 哺乳類精子形成の継続性を保証する幹細胞メカニズム (2009)
  • Author(s): 中川俊徳、吉田松生
  • Journal Title: 実験医学 (印刷中)
• [Journal Article] マウス精子形成の幹細胞ニッチに"形"はあるか? (2008)
  • Author(s): 吉田松生
  • Journal Title: 細胞工学 53 Pages: 659-664
• [Journal Article] マウス精子形成から見えてきた「しなやかな」幹細胞ニッチシステム (2008)
  • Author(s): 吉田松生
  • Journal Title: 蛋白質核酸酵素 53 Pages: 1125-1132
• [Journal Article] マウス精子形成から見えてきた「しなやかな」幹細胞-ニッチシステム (2008)
  • Author(s): 吉田松生
  • Journal Title: 蛋白質核酸酵素 未定
• [Journal Article] ほ乳類精子形成幹細胞研究の展開と展望 (2008)
  • Author(s): 吉田松生
  • Journal Title: 生化学 80 Pages: 9-13
  • NAID: 10021190711
• [Journal Article] 哺乳類精巣における精子形成幹細胞システム (2008)
  • Author(s): 吉田松生
  • Journal Title: 蛋白質核酸酵素 52 Pages: 2080-2086
• [Journal Article] A vasculature-associated niche for undifferentiated spermatogonia in the mouse testis (2007)
  • Author(s): S. Yoshida, M. Sukeno and Y-i. Nabeshima
  • Journal Title: Science 317 Pages: 1772-1776
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Stem cell heterogeneity: actual and potential stem cell compartments in the mouse spermatogenesis (2007)
  • Author(s): S. Yoshida, Y-i. Nabeshima, and T. Nakagawa
  • Journal Title: Annals NY Acad Sci. 1120 Pages: 47-58
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 可視化と運命追跡によるマウス精子形成幹細胞システムの解析 (2008)
  • Author(s): 吉田松生
  • Organizer: 第52回日本顕微鏡学会
  • Place of Presentation: 千葉
  • Year and Date: 2008-10-18
• [Presentation] マウス精巣における生殖幹節前駆細胞の分化の時空間的制御 (2008)
  • Author(s): 杉本亮、鍋島陽一、吉田松生
  • Organizer: 第41回日本発生生物学会若手ワークショップ
  • Place of Presentation: 徳島
  • Year and Date: 2008-05-27
• [Presentation] ほ乳類精子形成から見えてきた新しいニッチの形 (2008)
  • Author(s): 吉田松生
  • Organizer: 文部科学省特定領域研究「細胞外環境」公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2008-02-22
• [Presentation] Spatiotemporal control of the mouse spermatogenic stem cell system (2008)
  • Author(s): S. Yoshida
  • Organizer: 73^<rd> Cold Spring Harbor Symposium on Quantitative Biology, 'Control & Regulation of Stem Cells'
  • Place of Presentation: Cold Spring Harbor, New York, USA
• [Presentation] マウス精子形成が長期間維持される仕組みを探るオスらしさを求めて (2008)
  • Author(s): 吉田松生
  • Organizer: 第27回日本アンドロロジー学会学術集会
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] ほ乳類精巣における幹・前駆細胞の時間的空間的制御 (2008)
  • Author(s): 吉田松生
  • Organizer: 第26回日本ヒト細胞学会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] Periodic differentiation and persistence of undifferentiated ipermatogonia in the mouse testis (2008)
  • Author(s): S. Yoshida, R. Sugimoto, T. N akagawa, Y. Nabeshima
  • Organizer: Cold Spring Harbor Laboratory Meeting on Germ Cells
  • Place of Presentation: Cold Spring Harbor, New York, USA
• [Presentation] Cellular Composition of the Mouse Spermatogenic Stem Cell System (2008)
  • Author(s): S. Yoshida
  • Organizer: Cold Spring Harbor Laboratory Meeting on Mouse Genetics & Genomics : Development & Disease
  • Place of Presentation: Cold Spring Harbor, New York, USA
• [Presentation] マウス精子形成幹細胞とそのニッチ (2008)
  • Author(s): 吉田松生
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会/第81回日本生化学会大会シンポジウム「組織幹細胞とニッチ」
  • Place of Presentation: 神戸
• [Presentation] Control of Differentiation and Persistence of Undifferentiated Spermatogonia in the Mouse Testis (2008)
  • Author(s): S. Yoshida
  • Organizer: International Symposium for Gonad and Brain Sex Differentiation, Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas "Mechanisms of Sex Differentiation"
  • Place of Presentation: Fukuoka, Japan
• [Presentation] Hierarchical composition of undifferentiated spermatogonia in the mouse testis (2008)
  • Author(s): T. Nakagawa, R. Sugimoto, Y. Nabeshima, S. Yoshida
  • Organizer: Cold Spring Harbor Laboratory Meeting on Gerni Cells
  • Place of Presentation: Cold Spring Harbor, New York, USA
• [Presentation] Retinoids coordinate the differentiation of undifferentiated spermatogonia and the cycle of Sertoli cells in mice (2008)
  • Author(s): R. Sugimoto, Y. Nabeshima, S. Yoshida
  • Organizer: Cold Spring Harbor Laboratory Meeting on Germ Cells
  • Place of Presentation: Cold Spring Harbor, New York, USA
• [Presentation] Dmrtl is required in mouse spermatogonial stem cells (2008)
  • Author(s): C. K. Matson, S. Yoshida, V. Bardwell, D. Zarkower
  • Organizer: Cold Spring Harbor Laboratory Meeting on Germ Cells
  • Place of Presentation: Cold Spring Harbor, New York, USA
• [Presentation] 精巣の微小環境と生殖幹細胞のふるまい (2008)
  • Author(s): 吉田松生
  • Organizer: 第85回日本生理学会年会シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] Testicular Niche and Sperm Stem Cells in Mammalian (2008)
  • Author(s): S. Yoshida
  • Organizer: Nara Institute of Science and Technology-Global COE International Symposium, 'Developmental Biology'
  • Place of Presentation: 奈良
• [Presentation] Microenvironmental Niche for Undifferentiated Spermatogonia in the Mouse Testis (2007)
  • Author(s): S. Yoshida, M. Sukeno, and Y-i. Nabeshima
  • Organizer: 第40回日本発生生物学会・第59回日本細胞生物学会合同年会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2007-05-28
• [Presentation] マウス精巣における精子形成幹細胞システムの解析 (2007)
  • Author(s): 吉田松生
  • Organizer: 日本発生学会秋期シンポジウム
  • Place of Presentation: 岡崎
• [Presentation] in vivo Action of the Spermatogenic Stem Cells Revealed by Neurogenin3 (2007)
  • Author(s): S. Yoshida
  • Organizer: 4th International Symposium on Basic Helix-Loop-Helix 〓nes: Development and Diseases
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] in vivo actions of the spermatogenic stem cells (2007)
  • Author(s): S. Yoshida
  • Organizer: 19th North American Testis Workshop 'Chromosome Structure and Gene Expression'
  • Place of Presentation: Tampa, Florida, USA
• [Presentation] 未分化型精原細胞の精巣内ニッチ (2007)
  • Author(s): 〓田松生, 助野真美子, 鍋島陽一
  • Organizer: 文部科学省特定領域研究「生殖細胞」公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] Functional identification of actual and potential stem cell compartments in mouse spermatogenesis (2007)
  • Author(s): T. Nakagawa, Y-i. Nabeshima, and S. Yoshida
  • Organizer: 第7回 日本分子生物学会 春季シンポジウム
  • Place of Presentation: 淡路
• [Remarks]
  • URL: http://www.kyoto-u.ac.jp/notice/05_news/documents/070907_1.htm