Developing an in vitro system for human spermatogenesis
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22H00485
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 56:Surgery related to the biological and sensory functions and related fields
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
小川 毅彦 横浜市立大学, 医学研究科, 教授 (50254222)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 貴紘 国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, 客員主管研究員 (00553661)
佐藤 卓也 横浜市立大学, 医学部, 講師 (70599505)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥41,860,000 (Direct Cost: ¥32,200,000、Indirect Cost: ¥9,660,000)
Fiscal Year 2024: ¥16,380,000 (Direct Cost: ¥12,600,000、Indirect Cost: ¥3,780,000)
Fiscal Year 2023: ¥16,770,000 (Direct Cost: ¥12,900,000、Indirect Cost: ¥3,870,000)
Fiscal Year 2022: ¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000)
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| Keywords | 精子形成 / 器官培養 / ヒト組織 / 男性不妊症 |
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| Outline of Research at the Start |
試験管内において精子を産生する技術は、精子形成メカニズムの解明や精子形成障害の病態解明に応用でき、小児がんサバイバーに凍結保存精巣組織からの精子産生と産児にもつながる希望を与える。申請者は、2011年にマウス精巣組織を用いて試験管内精子形成法を開発し、精子幹細胞から精子を産生することに世界で初めて成功した。しかし、その後10年間、ヒト試験管内精子形成に進展はなかった。その理由として、ヒト精巣組織に生じる高度の線維化がある。また試験管内精子形成に有効な因子群の同定が遅れ、培養液の改良が進まなかったことも大きい。本研究ではこれらの課題を解決し、試験管内ヒト精子形成法の完成を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
試験管内ヒト精子形成法の完成を目指して研究を開始した。まず培養精巣組織に生じる創傷治癒現象である高度の線維化（硬丸化）の制御を目指して、各種、薬剤（抗線維化薬、抗炎症薬、抗酸化剤、等）を培養液に加えてヒト精巣組織を培養し、硬丸化を抑制する薬剤・試薬を探索しているが、未だに有効な対策は開発できていない。改めて創傷治癒現象の頑固さを実感している。一方、マウスの単離精細管の培養は一定の成果を得て、単離精細管でも精子形成誘導できることを確認し、論文発表した。
また、培養液組成の根本的改良を目指し、基礎培地の検討に立ち戻っての検討を開始した。近年Human plasma like mediumというヒト血清に近似した基礎培地が市販されており、これを用いた実験も開始した。また共同研究者とマウスの血清に近似した基礎培地を作成し、培養実験に供している。これまでのマウス精巣組織培養での経験から、基礎培地の組成が精子形成効率に大きく影響することが分かっており、ヒト精子形成に適した培地作りに今後応用していく。
2年目以降に予定していた未成熟サル精巣組織培養実験を、カニクイザル精巣組織（３歳８か月齢）を用いて開始した。この精巣組織では精子形成は開始しておらず、培養下で精巣の成熟と精子形成の誘導を、培養液にホルモン等を添加して検討しているが、生殖細胞の減少を認め、適切な培養条件の発見には至っていない。引き続き、様々な角度から培養条件を検討していく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
上述のように硬丸化現象の制御が予想以上に困難であり、その解決が進んでいない。当初は新規の線維化治療薬（ピルフェニドン、ニンテダニブ、等）が一定の有効性を示していた。また、高濃度のステロイドも有効性が認められていたが、実験を繰り返す過程で、その効果は限定的（程度と有効期間ともに）であり、硬丸化現象の解決にはならないことが分かってきた。現在は、そのような薬剤による線維化抑制だけでなく、培養液から血清由来物をできるだけ除くことで、線維芽細胞の増殖を抑えることができることが分かってきた。そのような方法での検討を進めている。
また、カニクイザル精巣での実験を開始したが、現在のところ精子形成誘導は確認されていない。引き続き、培養条件の検討を行う。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、硬丸現象の制御法の探索と、未成熟カニクイザル精巣組織を用いた実験を継続する。これらの実験はいずれも凍結保存したヒトとカニクイザルの精巣組織を用いて行っているが、凍結方法が組織中の細胞のviability に影響していることから、凍結方法の見直しと改良を進めることとした。
培養液の根本的な改良は、通常は市販品を用いる基礎培地をも見直す方向で検討している。近年Human plasma like mediumという血漿に近似した組成の基礎培地が入手可能である。その培地を用いた実験を開始しているが、同時に独自に組成を調整したplasma like mediumを開発中である。アミノ酸組成や代謝物の一つ一つを調整できることから、新しい展開が期待でき、それらの効果を実直に検討していく予定である。
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Report
(2 results)
Research Products
(7 results)
