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Development of the practical method to preserve freeze-dried spermatozoa at room temperature

Research Project

Project/Area Number 20J23364
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 42040:Laboratory animal science-related
Research InstitutionUniversity of Yamanashi

Principal Investigator

伊藤 大裕  山梨大学, 医工農学総合教育部, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2020-04-24 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywordsフリーズドライ精子 / 室温保存 / シート保存 / 精子アルバム / 郵送 / 凍結乾燥保護剤 / 常温保存 / トレハロース / フリーズドライ / 精子 / 遺伝資源
Outline of Research at the Start

本研究は、“フリーズドライ(凍結乾燥)”技術を用いることで、特殊な保存環境を一切必要としない哺乳類精子の半永久的な室温保存技術の実用化を目指す。本技術の実用化には、低出産率の改善、災害が発生しても安全に精子の保存を継続できる方法の開発、精子の運動性を損なわない作製技術の開発が必要であり、トレハロースなどの糖類(保護剤)を使用した出産率の改善のほか、より実用的な保存技術の開発を試みる。

Outline of Annual Research Achievements

哺乳類精子は、遺伝資源の保存を目的として多様な動物種を対象に世界中で保存され、液体窒素タンクでの保存が広く普及している。味噌汁をはじめ食品は、冷凍保存だけでなく、フリーズドライ(凍結乾燥)処理すると室温保存できる。フリーズドライ精子は1998年に初成功が報告されて以来、保存にはガラスアンプル瓶が使われてきたが、割れると精子を保存できなくなるリスクがあった。そのため、前年度は精子を薄いプラスチックシートに挟んで保存する技術を開発し、さらにハガキに貼り付けてポストから簡便に国内郵送するところまで成功した。だがフリーズドライ精子は、アンプル瓶で保存した場合1年以上室温保存できたのに対し、シートの場合は冷凍であれば少なくとも3ヶ月間は保存できたが、室温では3日間までしか保存できなかった。そこで最終年度は、室温でもフリーズドライ精子を長期保存できるシート保存技術の開発に重点を置いた。数種類のシートで1週間保存したが、室温保存の結果(顕微授精後の受精率及び発生率)は、-30℃と比較して著しく低下した。最終的に脱酸素剤と乾燥剤を精子と一緒に保存する方法を開発し、3ヶ月間の室温保存を試した全4系統のマウス精子すべてで仔マウスを作出することに成功した。本成果の一部は、日本繁殖生物学会大会やCryopreservation Conferenceで発表した。年度内に論文を発表できなかったが、追加実験をまとめ、国際誌に論文を発表する予定である。本技術が実用レベルに至れば、室温管理が可能な精子のアルバム保存や精子の国際郵送など、利便性の高い技術として社会に貢献できると考え、改良には最適な凍結乾燥保護剤について検討を進める必要がある。同時に、本研究の実用化には、遺伝資源の不正輸出など悪用を未然に防ぐための備えが不可欠であり、国際的な法整備をはじめ対策を十分に検討する必要がある。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (27 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 9 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Mouse <i>in vivo</i>-derived late 2-cell embryos have higher developmental competence after high osmolality vitrification and −80°C preservation than IVF or ICSI embryos2022

    • Author(s)
      HAYASHI Erika、WAKAYAMA Sayaka、ITO Daiyu、HASEGAWA Ayumi、MOCHIDA Keiji、OOGA Masatoshi、OGURA Atsuo、WAKAYAMA Teruhiko
    • Journal Title

      Journal of Reproduction and Development

      Volume: 68 Issue: 2 Pages: 118-124

    • DOI

      10.1262/jrd.2021-115

    • NAID

      130008139601

    • ISSN
      0916-8818, 1348-4400
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Production of offspring from vacuum-dried mouse spermatozoa and assessing the effect of drying conditions on sperm DNA and embryo development2022

    • Author(s)
      USHIGOME Natsuki、WAKAYAMA Sayaka、YAMAJI Kango、ITO Daiyu、OOGA Masatoshi、WAKAYAMA Teruhiko
    • Journal Title

      Journal of Reproduction and Development

      Volume: 68 Issue: 4 Pages: 262-270

    • DOI

      10.1262/jrd.2022-048

    • ISSN
      0916-8818, 1348-4400
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Healthy cloned offspring derived from freeze-dried somatic cells2022

    • Author(s)
      Wakayama Sayaka、Ito Daiyu、Hayashi Erika、Ishiuchi Takashi、Wakayama Teruhiko
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 3666-3666

    • DOI

      10.1038/s41467-022-31216-4

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Paternally inherited H3K27me3 affects chromatin accessibility in mouse embryos produced by round spermatid injection2022

    • Author(s)
      Mizuki Sakamoto、Daiyu Ito、Rei Inoue、Sayaka Wakayama、Yasuyuki Kikuchi、Li Yang、Erika Hayashi、Rina Emura、Hirosuke Shiura、Takashi Kohda、Satoshi H. Namekawa、Takashi Ishiuchi、Teruhiko Wakayama、Masatoshi Ooga
    • Journal Title

      Development

      Volume: 149(18) Issue: 18 Pages: 18-18

    • DOI

      10.1242/dev.200696

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Production of mouse offspring from zygotes fertilized with freeze-dried spermatids2022

    • Author(s)
      Wakayama Sayaka、Ito Daiyu、Ooga Masatoshi、Wakayama Teruhiko
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 18430-18430

    • DOI

      10.1038/s41598-022-22850-5

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Mailing viable mouse freeze-dried spermatozoa on postcards2021

    • Author(s)
      Ito Daiyu、Wakayama Sayaka、Emura Rina、Ooga Masatoshi、Wakayama Teruhiko
    • Journal Title

      iScience

      Volume: 24 Issue: 8 Pages: 102815-102815

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.102815

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Protocol to preserve mouse freeze-dried spermatozoa in the thin plastic sheets2021

    • Author(s)
      Ito Daiyu、Wakayama Teruhiko
    • Journal Title

      STAR Protocols

      Volume: 2 Issue: 4 Pages: 100933-100933

    • DOI

      10.1016/j.xpro.2021.100933

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Optimised CO2-containing medium for in vitro culture and transportation of mouse preimplantation embryos without CO2 incubator2021

    • Author(s)
      Kikuchi Yasuyuki、Wakayama Sayaka、Ito Daiyu、Ooga Masatoshi、Wakayama Teruhiko
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 16 Issue: 12 Pages: e0260645-e0260645

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0260645

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Evaluating the long-term effect of space radiation on the reproductive normality of mammalian sperm preserved on the International Space Station2021

    • Author(s)
      Wakayama S et al.第2著者に該当
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 7 Issue: 24

    • DOI

      10.1126/sciadv.abg5554

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] マウス凍結乾燥精子のプラスチックシートによる常温長期保存技術開発の試み2022

    • Author(s)
      伊藤大裕、若山清香、牛込夏樹、山地莞梧、大我政敏、若山照彦
    • Organizer
      第115回日本繁殖生物学会大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] プラスチックシートを用いたマウス凍結乾燥精子の室温長期保存2022

    • Author(s)
      伊藤大裕、若山清香、江村里南、牛込夏樹、山地莞梧、大我政敏、若山照彦
    • Organizer
      Cryopreservation Conference 2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 精子を用いた深宇宙放射線の次世代への影響を調べる新生物線量計の開発2022

    • Author(s)
      黒川祐菜、若山清香、佐藤吉真、牛込夏樹、山地莞梧、楊力、江村里南、井上怜、伊藤大裕、荒木良子、小平聡、藤田真由美、若山照彦
    • Organizer
      第115回日本繁殖生物学会大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 深宇宙放射線から次世代を守る方法について2022

    • Author(s)
      佐藤吉真、若山清香、黒川祐菜、牛込夏樹、山地莞梧、楊力、江村里南、井上怜、伊藤大裕、藤田真由美、荒木良子、小平聡、若山照彦
    • Organizer
      第115回日本繁殖生物学会大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 凍結乾燥精子による低産仔率を改善する最適加水条件の検討2022

    • Author(s)
      山地莞梧、牛込夏樹、伊藤大裕、若山清香、若山照彦
    • Organizer
      第115回日本繁殖生物学会大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 凍結乾燥保存した体細胞からのクローン産仔作出2022

    • Author(s)
      若山清香、伊藤大裕、林えりか、石内崇士、若山照彦
    • Organizer
      第115回日本繁殖生物学会大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] マウスの真空乾燥精子作製における乾燥条件が精子のDNA損傷と胚発生に与える影響2022

    • Author(s)
      牛込夏樹、若山清香、山地莞梧、伊藤大裕、大我政敏、若山照彦
    • Organizer
      第115回日本繁殖生物学会大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 凍結乾燥保存した体細胞からのクローン産仔作出について2022

    • Author(s)
      若山清香、伊藤大裕、林えりか、石内崇士、若山照彦
    • Organizer
      Cryopreservation Conference 2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] はがきで輸送したマウス凍結乾燥精子からの個体作出2021

    • Author(s)
      伊藤大裕、若山清香、江村里南、大我政敏、若山照彦
    • Organizer
      第114回日本繁殖生物学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of new preservation method for mouse freeze-dried spermatozoa using thin plastic sheet2021

    • Author(s)
      Daiyu Ito, Sayaka Wakayama, Rina Emura, Masatoshi Ooga, Teruhiko Wakayama
    • Organizer
      SSR 54th Annual Meeting
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 1.5mLチューブを用いた安価で簡便な精子の凍結乾燥保存法の開発2021

    • Author(s)
      楊力、伊藤大裕、大我政敏、若山清香、若山照彦
    • Organizer
      第114回日本繁殖生物学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 精子の前培養時間は凍結乾燥精子の質に影響を与える2021

    • Author(s)
      江村里南、若山清香、伊藤大裕、大我政敏、若山照彦
    • Organizer
      第114回日本繁殖生物学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 非凍結真空乾燥技術で作製した精子からの産仔作出2021

    • Author(s)
      牛込夏樹、若山清香、伊藤大裕、大我政敏、若山照彦
    • Organizer
      第114回日本繁殖生物学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] マウス2細胞期における早期In Vivo胚、後期In Vivo胚、IVF胚及びICSI胚の-80℃凍結耐性について2021

    • Author(s)
      林えりか、若山清香、伊藤大裕、菊池康之、長谷川歩未、持田慶司、大我政敏、小倉淳郎、若山照彦
    • Organizer
      第114回日本繁殖生物学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 精子完成プロセスは胚性ゲノム活性化時のトランスクリプトームに影響する2021

    • Author(s)
      坂本瑞季、伊藤大裕、井上怜、楊力、菊池康之、多田羅麻由、若山清香、Jafar SHARIF、坂下陽彦、前澤創、幸田尚、若山照彦、大我政敏
    • Organizer
      第114回日本繁殖生物学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Optimized CO2-Containing Medium for In Vitro Culture and Transportation of Mouse Preimplantation Embryos Without CO2 Incubator2021

    • Author(s)
      Yasuyuki Kikuchi, Sayaka Wakayama, Daiyu Ito, Masatoshi Ooga, Teruhiko Wakayama
    • Organizer
      SSR 54th Annual Meeting
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 薬包紙を用いたマウス凍結乾燥精子の保存技術確立に向けた試み2020

    • Author(s)
      伊藤大裕、若山清香、大我政敏、若山照彦
    • Organizer
      第113回日本繁殖生物学会大会(Web開催)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Book] 凍結乾燥技術~よくあるトラブル対策、設備設計/スケールアップ対応、凍結乾燥例と工程管理2023

    • Author(s)
      荒木徹也、米持悦男、大塚和摩、盛本修司、林茂雄、川崎浩延、尾池智幸、木谷径治、菅野雅皓、重藤知夫、中川究也、細見博、中村健太郎、志賀康浩、若山清香、伊藤大裕、若山照彦、芳賀文絵、鈴木杏梨、齋藤舞
    • Total Pages
      190
    • Publisher
      情報機構
    • ISBN
      9784865022469
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-07-07   Modified: 2024-03-26  

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