Development of novel method for visualizing fish spermatogonia using transferrin receptor
Project/Area Number |
21K19138
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Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Review Section |
Medium-sized Section 40:Forestry and forest products science, applied aquatic science, and related fields
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Research Institution | Tokyo University of Marine Science and Technology |
Principal Investigator |
市田 健介 東京海洋大学, 学術研究院, 助教 (70882637)
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Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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Keywords | 生殖細胞移植 / 細胞表面抗原 / 生体染色 / トランスフェリン / A型精原細胞 / ヘテロな発現 / トランスフェリン受容体 / 精原細胞移植 |
Outline of Research at the Start |
代理親魚技術においては一部の精原細胞のみが移植後に代理親の生殖腺に取り込まれることが明らかとなっている。つまり、本技術を成功させるためには、精原細胞の可視化、単離、追跡という一連の細胞操作が必要となる。そこで精原細胞の操作技術の簡略化・効率化を目的とし、トランスフェリン受容体に注目した。申請者らはニジマスの未成熟精巣においてトランスフェリン受容体が精原細胞の細胞膜特異的に発現していることを明らかにしている。そこでトランスフェリンや鉄イオンを細胞内へ取り込むというトランスフェリン受容体の特徴を利用し、蛍光物質で標識したトランスフェリンや鉄イオンを取り込ませることで、精原細胞の生体染色を試みる。
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Outline of Annual Research Achievements |
申請者らはニジマスESTライブラリーにおけるin silico解析およびRT-PCR解析にて、ニジマストランスフェリン受容体1(tfr1)がA型精原細胞の膜表面で発現していることをこれまでに明らかにしている。そこで本分子の特性を用いて蛍光標識トランスフェリンおよび蛍光標識鉄をA型精原細胞に取り込ませることによる生体染色の樹立を最終目標として、昨年度は実際にtrf1のニジマス精巣および精巣細胞に対しての発現解析を行った。今年度は、発現解析でポリクローナル抗体を作成し、得られたtfr1抗体を用いてニジマス精巣細胞を酵素分散した生細胞に対して染色した結果、一部のA型精原細胞のみをヘテロに染色することが明らかとなった。また生体染色を行うためにトランフェリンに蛍光色素のAcidiFluor ORANGEを標識した蛍光トランスフェリンを用いて、ニジマス精原細胞の染色を試みたが、ニジマス生殖細胞特異的、あるいはtfr1抗体と一致する形のシグナルは得られなかった。しかしながら、tfr1抗体を用いて染色した一部のA型精原細胞をセルソーターを用いて分取し、ニジマス孵化稚魚に対する移植実験を行った結果、tfr1抗体陽性のA型精原細胞は抗体陰性のA型精原細胞と比較して高い値を示し、tfr1は生着能の高い細胞を標識できる可能性が示唆された。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
上述の通り、本研究に取り組む過程で、tfr1陽性のA型精原細胞が陰性のA型精原細胞集団よりも生殖細胞移植に用いた際に高い生着能を有する可能性が示唆された。これは研究開始当初からは予想していなかった結果であり、今後の発展次第では精原幹細胞研究に大きな影響を与えうる大きな成果と言える。しかしながらトランスフェリンを利用した生体染色については当初計画した方法論に基づいた染色を達成できなかったため、他魚種への応用という点については取り組めていない引き続き生体染色については継続してゆく予定であるが、上記の理由から「やや遅れている」とした。
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Strategy for Future Research Activity |
引き続き、蛍光トランスフェリンを用いた、ニジマス精原細胞の生体染色技術の開発を目指す。本研究ではhumanのトランスフェリンを用いたが、今後は組み換えタンパク質により作成したニジマストランスフェリンを用いて生体染色をはじめ今年度とは異なる蛍光トランスフェリンを使用予定である。またtfr1は生着能の高いA型精原細胞を標識できる可能性が示唆された。これまでの研究から生着能の高いA型精原細胞は生殖幹細胞である可能性が示唆されている。今後はtfr1陽性のA型精原細胞のトランスクリプトーム解析やノックダウン解析などを行うことで、精原幹細胞の研究へと展開可能と期待される。
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Report
(2 results)
Research Products
(14 results)
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[Journal Article] Production of Germ Cell-Less Rainbow Trout by dead end Gene Knockout and their Use as Recipients for Germ Cell Transplantation2022
Author(s)
R Fujihara, N Katayama, Sadaie, S., Miwa, M., Sanchez Matias, G. A., Ichida, K., ... & Yoshizaki, G.
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Journal Title
Marine Biotechnology
Volume: 24
Issue: 2
Pages: 417-429
DOI
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Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] アユ代理親魚技術の構築2023
Author(s)
市田健介,鈴木弘貴,天野雄一,山川宏樹,松下芳之,丸山瑠太,阿久津崇,渡辺峻,塩澤佳奈子,鈴木究真,吉崎悟朗
Organizer
第23回マリンバイオテクノロジー学会大会
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令和5年度 日本水産学会春季大会
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