Analysis of the genes causing male infertility in human

• Project/Area Number: 19K09770
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56040:Obstetrics and gynecology-related
• Research Institution: Asahikawa Medical College
• Principal Investigator: 宮本 敏伸 旭川医科大学, 医学部, 講師 (70360998)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 千石 一雄 旭川医科大学, 医学部, 教授 (30163124)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: azoopsermia / mutation / male infertility / genetics / 無精子症 / MA / SCOS / 機能解析 / azoospermia

Outline of Research at the Start

我々は今日までヒト無精子症患者からのDNAを用いて次世代シークエンス法によるエクソーム解析を行い、ヒトの全遺伝子群からすでにSCOS及びMAによる無精子症の原因候補遺伝子群を多数同定してきた。mutationを認めた遺伝子群に関しては各々従来法のシークエンス解析にて確認後、その遺伝子が本来有する機能に応じてmutationを有する配列に関して蛋白レベルの機能解析後、原因遺伝子を同定する。さらにノックアウトマウスを作製し、発生段階での病態機序を解明する。

Outline of Annual Research Achievements

今回我々はヒト無精子症のうちヒト減数分裂停止 (MA) 及び Seltpli Cell Only Syndrome (SCOS) に起因するヒト無精子症のヒト原因遺伝子群の同定のため、患者DNAを用いて次世代シークエンス解析により、ダイレクトにヒト全遺伝子を網羅的に解析した。
本研究で用いられる全ての患者（MA及びSCOS）及び正常コントロール群のGenomic DNAは全て文章による同意を得た後に厳重に保管されている。加えて、全ての無精子症患者は染色体異常がないこと及びそのY染色体上に微小欠失が存在しないことが確認されており、全てのサンプルは匿名性が保たれた状態で保管されている。
現在までにヒトSCOS患者のDNA 860例を用いてすでに次世代シーケンサーを用いたエクソーム解析が終了し、5個の原因遺伝子の同定に成功した。MAに関しては実に5個もの原因遺伝子の同定に成功した。
上記にて得られた8つの原因遺伝子において、従来法のシークエンスにて各々の遺伝子においてそのmutationを再確認したのち、さらにmutation が確認された遺伝子において正常コントロール群でもシークエンス解析を行った。
上記８つの遺伝子に関して全てノックアウトマウスを作製しマウスにおいても不妊症を呈することが確認された。

Research Products

• [Journal Article] Population Attributable Fractions of Modifiable Risk Factors for Nonsyndromic Orofacial Clefts: A Prospective Cohort Study From the Japan Environment and Children’s Study (2021)
  • Author(s): Sato Y, Yoshioka E, Saijo Y, Miyamoto T, Sengoku K, Azuma H, Tanahashi Y, Ito Y, Kobayashi S, Minatoya M, Ait Bamai Y, Yamazaki K, Itoh S, Miyashita C, Araki A, Kishi R; Japan Environment and Children’s Study (JECS) Group.
  • Journal Title: Journal of Epidemiology Volume: 31 Issue: 4 Pages: 272-279
  • DOI: 10.2188/jea.JE20190347
  • NAID: 130008021560
  • ISSN: 0917-5040, 1349-9092
  • Year and Date: 2021-04-05
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Trajectories of the Psychological Status of Mothers of Infants With Nonsyndromic Orofacial Clefts: A Prospective Cohort Study From the Japan Environment and Children's Study (2020)
  • Author(s): Sato Y, Yoshioka E, Saijo Y, Miyamoto T, Sengoku K, Azuma H, Tanahashi Y, Ito Y, Kobayashi S, Minatoya M, Bamai YA, Yamazaki K, Ito S, Miyashita C, Araki A, Kishi R; Japan Environment and Children’s Study (JECS) Group.
  • Journal Title: Cleft Palate Craniofac J. Volume: - Issue: 3 Pages: 369-377
  • DOI: 10.1177/1055665620951399
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Factors correlating with serum birch pollen IgE status in pregnant women in Hokkaido, Japan: The Japan Environment and Children's Study (JECS) (2020)
  • Author(s): Saijo Y, Yoshioka E, Sato Y, Miyamoto T, Sengoku K, Ito Y, Itoh S, Miyashita C, Araki A, Kishi R; Japan Environment and Children's Study Group.
  • Journal Title: World Allergy Organ J. Volume: 13: Issue: 6 Pages: 100128-100128
  • DOI: 10.1016/j.waojou.2020.100128
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Association Between Maternal Serum Folate Concentrations in the First Trimester and the Risk of Birth Defects: The Hokkaido Study of Environment and Children’s Health (2019)
  • Author(s): Ito Kumiko、Hanaoka Tomoyuki、Tamura Naomi、Sasaki Seiko、Miyashita Chihiro、Araki Atsuko、Ito Sachiko、Minakami Hisanori、Cho Kazutoshi、Endo Toshiaki、Baba Tsuyoshi、Miyamoto Toshinobu、Sengoku Kazuo、Tamakoshi Akiko、Kishi Reiko
  • Journal Title: Journal of Epidemiology Volume: 29 Issue: 4 Pages: 164-171
  • DOI: 10.2188/jea.JE20170185
  • NAID: 130007624300
  • ISSN: 0917-5040, 1349-9092
  • Year and Date: 2019-04-05
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The relationship between prenatal psychological stress and placental abruption in Japan, The Japan Environment and Children's Study (JECS). (2019)
  • Author(s): Kawanishi Y, Yoshioka E, Saijo Y, Itoh T, Miyamoto T, Sengoku K, Ito Y, Ito S, Miyashita C, Araki A, Endo T, Cho K, Minakami H, Kishi R
  • Journal Title: PLoS One Volume: 14 Issue: 7 Pages: e0219379-e0219379
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0219379
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The poly(A) polymerase beta gene may not be associated with azoospermia caused by Sertoli-cell-only syndrome in Japanese patients by comparing patients and normal controls. (2019)
  • Author(s): Miyamoto T, Shin T, Iijima M, Minase G, Okada H, Saijo Y, Sengoku K.
  • Journal Title: J Obstet Gynaecol. Volume: 39 Issue: 3 Pages: 434-436
  • DOI: 10.1080/01443615.2018.1504205
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] ヒトSCOSの原因遺伝子としてのヒトH3T遺伝子の解析 (2019)
  • Author(s): 宮本 敏伸, 水無瀬 学, 水無瀬 萌, 千石 一雄
  • Organizer: 日本産婦人科学会
• [Presentation] ヒトSCOSにおけるヒトH3T遺伝子の解析 (2019)
  • Author(s): 宮本 敏伸, 水無瀬 学, 水無瀬 萌, 千石 一雄
  • Organizer: 日本人類遺伝学会
• [Presentation] 非対称性子宮奇形の2例 (2019)
  • Author(s): 水無瀬 萌, 林 なつき, 水崎 恵, 水無瀬 学, 寳田 健平, 市川 英俊, 北 香, 高橋 知昭, 宮本 敏伸, 加藤 育民, 片山 英人, 千石 一雄
  • Organizer: 日本産婦人科学会
• [Presentation] 当院における腹腔鏡下手術での工夫 (2019)
  • Author(s): 水無瀬 学, 水無瀬 萌, 宮本 敏伸, 千石 一雄
  • Organizer: 日本生殖医学会
• [Presentation] 当院における腹腔鏡下筋腫核出術での工夫 (2019)
  • Author(s): 水無瀬 萌, 水無瀬 学, 宮本 敏伸, 千石 一雄
  • Organizer: 日本産科婦人科内視鏡学会
• [Book] Fertility Preservation ～妊孕性温存のすべて～ (2021)
  • Author(s): 宮本敏伸、宇津野 泰弘
  • Total Pages: 6
  • Publisher: 中外医学社
• [Book] ARTラボ必携 生殖補助医療の必須知識とラボテクニックの伝承 (2021)
  • Author(s): 宮本敏伸、宇津野 泰弘
  • Total Pages: 6
  • Publisher: 中外医学社