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Exploring the regulation of sperm fertilization capacity through zinc signaling

Research Project

Project/Area Number 20K06476
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 42040:Laboratory animal science-related
Research InstitutionKansai Medical University

Principal Investigator

Tokuhiro Keizo  関西医科大学, 医学部, 准教授 (20423105)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords亜鉛 / 受精能獲得 / 精子形成 / 雄性不妊 / 精子 / 亜鉛シグナル / 不妊症 / 多精子受精阻害
Outline of Research at the Start

受精現象において亜鉛は精子の運動性を制御するために重要な役割を果たしていることが明らかとなってきているが、その分子メカニズムはほとんど解明されていない。そこで本研究では精子の受精能を制御する亜鉛を介した分子メカニズムの解明を目的とし、様々な条件下の精子において亜鉛の動態を詳細に解析するとともに、精子に発現している亜鉛チャネルの分子機能を解析する。

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study was to elucidate the zinc-mediated regulatory mechanism of mammalian fertilization at the molecular level, aiming to understand the causes of infertility, develop treatments, and create contraceptive drugs. To achieve this, we analyzed the function of zinc signaling in reproductive processes by eliminating the zinc transporters expressed in testis. We generated conditional gene-deficient mice of ZnT1, which excretes zinc ions out of cells, and Zip7, a zinc transporter localized on the intracellular organelle membrane of sperm in C. elegans. The deletion of both genes resulted in male sterility, demonstrating their essential role in male reproductive function.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまでの研究で、亜鉛は精子形成過程や射出後の精子が受精可能な精子へと変化する受精能獲得という現象に重要な制御因子として機能していることが報告されている。しかしながら、これらの亜鉛を介した現象の分子メカニズムは明らかとなっていない。本研究成果により、精巣における亜鉛トランスポーターの機能不全が雄性不妊を引き起こすことが明らかになり、今後さらに詳細な病態解析が行われることによって、不妊症の原因解明・治療や避妊薬の開発に繋がると期待される。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Testis-enriched ferlin, FER1L5, is required for Ca <sup>2+</sup> -activated acrosome reaction and male fertility2023

    • Author(s)
      Morohoshi Akane、Miyata Haruhiko、Tokuhiro Keizo、Iida-Norita Rie、Noda Taichi、Fujihara Yoshitaka、Ikawa Masahito
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 9 Issue: 4

    • DOI

      10.1126/sciadv.ade7607

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] CRISPR/Cas9-mediated genome editing reveals 12 testis-enriched genes dispensable for male fertility in mice2022

    • Author(s)
      Oyama Yuki、Miyata Haruhiko、Shimada Keisuke、Fujihara Yoshitaka、Tokuhiro Keizo、Garcia ThomasX、Matzuk MartinM、Ikawa Masahito
    • Journal Title

      Asian Journal of Andrology

      Volume: in press Issue: 3 Pages: 0-0

    • DOI

      10.4103/aja.aja_63_21

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] HASPINを阻害するクメストロールを多く含む豆モヤシの経口摂取によって、アルツハイマー病モデルマウスの認知症発症は抑制される2024

    • Author(s)
      田中 宏光、松下 博昭、太田 智絵、福成 温、徳弘 圭造、嘉数 圭祐
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] マウスFER1L5は先体反応と雄の妊孕性に重要である2023

    • Author(s)
      宮田 治彦, 諸星 茜, 徳弘 圭造, 飯田 理恵, 野田 大地, 藤原 祥高, 伊川 正人
    • Organizer
      第70回日本実験動物学会総会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 精巣で発現する12遺伝子はマウス雄性生殖能力に必須ではない2021

    • Author(s)
      大山 裕貴
    • Organizer
      日本アンドロロジー学会 第40回学術大会および第31回精子形成・精巣毒性研究会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Remarks] 【関西医科大学プレスリリース】精子の受精能獲得を制御する分子を発見

    • URL

      https://www.kmu.ac.jp/news/20230202.html

    • Related Report
      2023 Annual Research Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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