加齢卵子のジェネティクスとエピジェネティクスな異常の同定とその治療

• Project/Area Number: 19J00238
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Review Section: Basic Section 42030:Animal life science-related
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 伊丹 暢彦 国立研究開発法人理化学研究所, バイオリソース研究センター, 特別研究員(PD) (20849616)
• Project Period (FY): 2019-04-25 – 2022-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 加齢 / 卵子 / マウス / 卵 / 胎盤 / インプリント

Outline of Research at the Start

近年わが国を含む先進諸国では、母体の加齢に伴う卵子の品質低下により受精率および出生率が低下している。加齢による卵子の品質低下は、ジェネティクス(genetics)とエピジェネティクス(epigenetics)のいずれかに起因すると考えられる。前者は、減数分裂時の染色体分配異常として現れ、これはトリソミーやモノソミーに起因する流産や産子の遺伝子疾患を引き起こす。後者のエピジェネティクスな異常は、出生後の晩期発症型疾患に関与することが考えられてる。本研究では加齢が卵子に与えるこれらの悪影響の詳細を解明し、その治療手段を見出すことを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

申請者はこれまでに、マウス加齢個体卵由来の受精卵を仮親に移植することで、その後得られる胎盤の重量が若齢個体卵由来のものと比較して増加し、胎児由来の細胞層であるスポンジオトロホブラスト層の面積が増加することを見出した。さらに加齢卵由来胎盤と若齢卵由来胎盤では遺伝子発現に変化があり、中でもGNASやSlc22a18といったインプリント遺伝子や、胎盤形成に関与するRspo3やSynb、Hes1といった遺伝子の発現が加齢卵由来胎盤で上昇していることを見出した。
本年度は加齢卵を十分量用意することの困難さから卵の遺伝子発現変動等を解析することはできなかったが、前年度の胎盤を用いたRNA-seqの結果の詳細な解析により、細胞増殖に深く関与するMAP kinaseの活性が加齢卵由来胎盤で顕著に上昇していることが明らかになった。また、これまでの試験では単一のブリーダーから購入したマウスからデータを得ていたが、他のブリーダーから購入した同一系統のマウス(非近交系)でも同様に加齢卵由来胎盤の重量が増加することを見出した。さらに、本研究では非近交系のマウスを用いてきたが、近交系のマウスを用いて同様の試験をすると、胎盤重量には変化が見られなかった。
これらのことから、系統による差はあるものの、加齢個体由来胎盤ではエピジェネティクス異常が既に起きており、この異常は受精後も維持され胎盤の形成に影響を及ぼすことが推測できる。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Easy and quick (EQ) sperm freezing method for urgent preservation of mouse strains (2021)
  • Author(s): Mochida Keiji、Hasegawa Ayumi、Shikata Daiki、Itami Nobuhiko、Hada Masashi、Watanabe Naomi、Tomishima Toshiko、Ogura Atsuo
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 11 Issue: 1 Pages: 14149-14149
  • DOI: 10.1038/s41598-021-93604-y
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Improved development of mouse somatic cell nuclear transfer embryos by chlamydocin analogues, class I and IIa histone deacetylase inhibitors† (2021)
  • Author(s): Kamimura Satoshi、Inoue Kimiko、Mizutani Eiji、Kim Jin-Moon、Inoue Hiroki、Ogonuki Narumi、Miyamoto Kei、Ihashi Shunya、Itami Nobuhiko、Wakayama Teruhiko、Ito Akihiro、Nishino Norikazu、Yoshida Minoru、Ogura Atsuo
  • Journal Title: Biology of Reproduction Volume: 105 Issue: 2 Pages: 543-553
  • DOI: 10.1093/biolre/ioab096
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research