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Regulatory mechanisms of mitochondrial electron transport system involved in male infertility based on a molecular pathology approach.

Research Project

Project/Area Number 21K09391
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 56030:Urology-related
Research InstitutionYokohama National University

Principal Investigator

Kurihara Yasuyuki  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (80202050)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 湯村 寧  横浜市立大学, 附属市民総合医療センター, 准教授 (30522023)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords男性不妊症 / 精子 / ミトコンドリア / 治療法 / 先体 / ミトコンドリア電子伝達系 / マウス / ヒト / 電子伝達系 / ATP生産制御 / 不妊症
Outline of Research at the Start

申請者を含めた多くの研究により、男性不妊症の約8割を占める造精障害ではミトコンドリア電子伝達系(Mt-ETC) の機能不全が起こっていることが示されている。この申請課題は、精子形成後期に特異的に発現するETC複合体Ⅳタンパク質(Coxfa4l3)の欠損(KO)マウスを、世界で初めての男性不妊症疾患モデル動物として利用して、男性不妊症が起こる分子メカニズムを分子病理学的アプローチで迫り、この治療法の開発に貢献する。さらに、男性不妊症の有望な検査薬候補としてETC複合体Ⅳタンパク質を使った簡便な検査法の確立を目指す。これにより、多くの不妊に悩む人達に貢献したい。

Outline of Final Research Achievements

In this research project, the expression of mitochondrial proteins and their localisation in sperm from male infertility patients were analysed using monoclonal antibodies. The semen evaluation of the patients was also assessed using the SMAS system and MiOXSYS. Furthermore, we aimed to establish novel prognostic indicators for staged male infertility treatment by correlating these results with the efficacy of infertility treatment in each patient.
COXFA4L3 is not expressed in somatic cell-derived components of semen samples, so only the mitochondrial proteins of sperm in semen can be detected. Therefore, expression level and localisation by using an anti-human COXFA4L3 monoclonal antibody were performed. And the COXFA4L3 protein expression level was determined relative to the expression level of the sperm cell-specific glycolytic system protein GAPDS.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

今回の研究では、新たにミトコンドリア電子伝達系複合体4のサブユニットタンパク質が男性不妊症患者の精子先体にも異所的に発現していることを明らかにした。また、この異所的発現している精子を異常精子と判定すると、正常精子が精液試料中に26%以上持つ男性では自然妊娠や人工授精で妊娠が成立することがわかった。この評価法を使うと、不妊症外来に訪れた患者さんに対し、人工授精法と体外受精法や顕微授精法の診療方法の切り分けに有効である事が示唆される。これにより、より体への負担が少なく、安価で短期間に妊娠転帰できる可能性を示唆するものとして社会的意義が深い。

Report

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

    (12 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Pre- and post-chemotherapy spermatogenesis in male patients with malignant bone and soft tissue tumors2023

    • Author(s)
      Takeshima Teppei、Mimura Noboru、Aoki Shun、Saito Tomoki、Karibe Jurii、Usui Kimitsugu、Kuroda Shinnosuke、Komeya Mitsuru、Yumura Yasushi
    • Journal Title

      Frontiers in Pharmacology

      Volume: 14 Pages: 1087-1095

    • DOI

      10.3389/fphar.2023.1324339

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Long-Term Fertility Function Sequelae in Young Male Cancer Survivors2023

    • Author(s)
      Yumura Yasushi、Takeshima Teppei、Komeya Mitsuru、Karibe Jurii、Kuroda Shinnosuke、Saito Tomoki
    • Journal Title

      The World Journal of Men's Health

      Volume: 41 Issue: 2 Pages: 255-255

    • DOI

      10.5534/wjmh.220102

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Rapid, simple, and effective strategy to produce monoclonal antibodies targeting protein structures using hybridoma technology2023

    • Author(s)
      Sakaguchi Atsumi、Tanaka Yoichiro、Shoji Eiki、Takeshima Teppei、Sakamaki Rina、Matsuba Takao、Kurihara Yasuyuki
    • Journal Title

      Journal of Biological Engineering

      Volume: 17 Issue: 1 Pages: 24-24

    • DOI

      10.1186/s13036-023-00345-9

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ヒト男性不妊症の分子病理学的アプローチの試み~多因子性ミトコンドリア障害による酸化ストレスの関わり~2024

    • Author(s)
      栗原靖之
    • Organizer
      第29回ホルモン療法を考える神奈川県医師の会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 男性不妊症患者の精子ではミトコンドリアタンパク質が先体に異所的に発現している2023

    • Author(s)
      藤澤祐輔、菊池沙也香、久芳藤乃、上野寛枝、柏原真一、吉田薫、湯村寧、栗原靖之
    • Organizer
      日本アンドロロジー学会第42回学術大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒト精子におけるミトコンドリアタンパク質COXFA4L3の二重局在2023

    • Author(s)
      藤澤 祐輔, 菊池 沙也香, 久芳 藤乃, 大石 航世, 村山 総司, 杉山 智哉, 時任 怜史, 上野 寛枝, 柏原 真一, 湯村寧, 栗原 靖之
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 医薬・検査薬に適した構造認識モノクローナル抗体の取得方法のさらなる簡略化2022

    • Author(s)
      久芳藤乃, 藤澤祐輔, 田中陽一郎, 坂口敦美, 菊池 沙也香, 栗原 靖之
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] マウス精子形成期後期ではワールブルグ効果(低酸素適応)とは異なる超低酸素環境のATP生産制御機構が存在する可能性がある2022

    • Author(s)
      時任怜史, 藤澤祐輔, 吉田 魁斗, 吉見 一人, 小出 剛, 菊池沙也香, 栗原 靖之
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 男性不妊症精子は異常ミトコンドリアによって酸化ストレスを発生する2022

    • Author(s)
      藤澤祐輔, 久芳藤乃,菊池沙也香, 湯村寧, 上野寛枝, 栗原靖之
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 高親和性の構造認識モノクローナル抗体を短期間で取得する作製法および構造認識能の簡単な評価法の開発2022

    • Author(s)
      坂口敦美、田中陽一郎、酒巻里菜、松葉隆雄、栗原靖之
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 抗体を製造するための方法及び抗体を評価するための方法並びにこれらに関連するキット2023

    • Inventor(s)
      栗原靖之,坂口敦美
    • Industrial Property Rights Holder
      栗原靖之,坂口敦美
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 組換えタンパク質による抗体産生細胞のラベル技術とその応用2022

    • Inventor(s)
      栗原靖之
    • Industrial Property Rights Holder
      栗原靖之
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2017-174876
    • Filing Date
      2022
    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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