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How hydrogen peroxide regulate fertilization?: The elucidation of the target protein of hydrogen peroxide during fertilization.

Research Project

Project/Area Number 21K09378
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 56030:Urology-related
Research InstitutionDokkyo Medical University

Principal Investigator

竹井 元  獨協医科大学, 医学部, 講師 (00708183)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords受精能獲得 / 活性酸素種 / 過酸化水素 / 精子 / 受精 / チオール基
Outline of Research at the Start

哺乳類精子が卵と受精するためには、受精能獲得と呼ばれる一連の生理学的・生化学的なプロセスを経なければならない。受精能獲得プロセス中の精子は活性酸素種(Reactive Oxygen Species:ROS)を産生する。申請者はマウスを用い、ROSの中でも過酸化水素が受精に必要であることを世界で初めて示した。しかし、過酸化水素がどの様に受精を制御するかは不明である。そこで本研究計画では、受精能獲得時に過酸化水素により修飾される分子を網羅的に解析し、その過酸化水素の標的分子の機能解析行うことで、受精能獲得・受精を制御する過酸化水素の標的分子の同定を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

哺乳類精子は、受精能獲得と呼ばれる一連の生理学的・生化学的なプロセスを経なければ卵と受精できない。受精能獲得プロセス中の精子は活性酸素種(Reactive Oxygen Species:ROS)を産生する。研究代表者はマウスを用い、ROSの中でも過酸化水素が受精に必要であることを世界で初めて示した。しかし、過酸化水素がどの様に受精を制御するのか、その分子メカニズムは不明である。
本研究計画では、過酸化水素により受精能獲得/受精に関わる諸現象のうちどれが調節を受けるのかを明らかにし、また受精能獲得時に過酸化水素により修飾される分子を網羅的に解析し、さらにその過酸化水素の標的分子の機能解析行うことで、受精能獲得・受精を制御する過酸化水素の標的分子の同定を目指す。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

過酸化水素をカタラーゼにより除去しても、精子の鞭毛運動や先体反応、リン酸化レベルなどには影響が現れないことが明らかとなった。このことから、過酸化水素が精子-卵の相互作用に必要である可能性が考えられた。このことを検討するため、透明帯除去卵を用いたFusion assayを行おうとしたが、学務の増加などに伴い条件検討に想定以上の時間を要したため、研究計画全体に遅延が生じた。

Strategy for Future Research Activity

Fusion assayの立ち上げが困難となったため、同アッセイは一時停止する。代わりに、受精能獲得時に過酸化水素によりチオール基の修飾を受けるタンパク質の網羅的解析を行い、受精の制御に関わる候補分子の同定を行う。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Massachusettes, Amherst(米国)

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] University of Massachusettes, Amherst(米国)

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] University of Massachusetts, Amherst(米国)

    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Journal Article] Hamster Sperm Possess Functional Na+/Ca2+-Exchanger 1: Its Implication in Hyperactivation2023

    • Author(s)
      Takei Gen L.、Ogura Yuhei、Ujihara Yoshihiro、Toyama Fubito、Hayashi Keitaro、Fujita Tomoe
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 24 Issue: 10 Pages: 8905-8905

    • DOI

      10.3390/ijms24108905

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Regulation of sperm hyperactivation by transporters involved in Na<sup>+</sup> homeostasis2022

    • Author(s)
      L. Takei Gen
    • Journal Title

      Folia Pharmacologica Japonica

      Volume: 157 Issue: 3 Pages: 176-180

    • DOI

      10.1254/fpj.21110

    • ISSN
      0015-5691, 1347-8397
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Journal Article] Activation of cAMP‐dependent phosphorylation pathways is independent of ROS production during mouse sperm capacitation2021

    • Author(s)
      Gen L. Takei, Darya A. Tourzani, Bidur Paudel, Pablo E. Visconti
    • Journal Title

      Molecular Reproduction & Development

      Volume: 88 Issue: 8 Pages: 544-557

    • DOI

      10.1002/mrd.23524

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] ハムスター精子はTauTを介してヒポタウリンを取り込むことで自身を保護する2023

    • Author(s)
      竹井元、堀端康博、外山史、林啓太朗、森田亜須可、大内基司、藤田朋恵
    • Organizer
      日本動物学会第94回山形大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] TauTを介したヒポタウリンによるハムスター精子保護機構2023

    • Author(s)
      竹井元、堀端康博、外山史、林啓太朗、森田亜須可、大内基司、藤田朋恵
    • Organizer
      第116回日本繁殖生物学会大会
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] タウリントランスポーター (TauT) を介したヒポタウリンの取り込みによるハムスター精子の抗酸化機構2023

    • Author(s)
      竹井元、堀端康博、外山史、林啓太朗、森田亜須可、大内基司、藤田朋恵
    • Organizer
      第97回日本薬理学会年会
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Na+/Ca2+ exchanger type 1 functions as a “brake” of hyperactivation in hamster sperm.2022

    • Author(s)
      竹井 元,小椋 悠平,氏原 嘉洋, 外山 史, 林 啓太朗, 藤田 朋恵
    • Organizer
      第96回日本薬理学会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ハムスター精子は機能的な NCX1 を保持する。2022

    • Author(s)
      竹井 元,小椋 悠平,氏原 嘉洋, 外山 史, 林 啓太朗, 藤田 朋恵
    • Organizer
      第115回日本繁殖生物学会東京大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Na+/Ca2+ Exchanger 1によるハムスター精子の超活性化調節2022

    • Author(s)
      竹井 元,小椋 悠平,氏原 嘉洋, 外山 史, 林 啓太朗, 藤田 朋恵
    • Organizer
      日本動物学会 第93回 早稲田大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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