| Project/Area Number |
22K12417
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 64010:Environmental load and risk assessment-related
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| Research Institution | Kameda University of Health Sciences (2024)
Tokyo Health Care University (2022-2023) |
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Principal Investigator |
高野 海哉 亀田医療大学, 看護学部, 准教授 (70620475)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 正裕 東京医科大学, 医学部, 主任教授 (00232471)
松野 義晴 国際医療福祉大学, 成田保健医療学部, 教授 (00376378)
吉岡 広陽 国際医療福祉大学, 医学部, 講師 (50523411)
宮宗 秀伸 東京医科大学, 医学部, 准教授 (80422252)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
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| Keywords | Early Life Stress / コルチゾール / セルトリ細胞 / 精子 / エピジェネティック制御 / 精巣 / エピジェネティクス |
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| Outline of Research at the Start |
これまで、発達早期にストレスを受けた児マウスの精巣でセルトリ細胞や精子の数が減少し、一定割合で乏精子症の症状が生じることを明らかにした。
発達早期のストレスでコルチゾールの過剰分泌が報告されており、本研究では発達早期のコルチゾール投与が精子形成のエピジェネティクス制御に引き起こす影響を評価し、発達早期のストレスが精子数減少を生じる機序、精子の質におよぼす影響、精子の量と質の低下を生じる精巣内特異的部位を検討する。
日本など先進諸国で精子数減少が進行しており、本研究の発達早期のストレスが精子形成に及ぼす影響の評価で、エピジェネティクス創薬や精巣内精子採取術など不妊症治療のための新しい知見を提供する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者らは、Early Life Stress（発達早期に児に生じるストレス：ELS）を受けた児マウスではセルトリ細胞や精子の数が減少し一定割合で乏精子症の症状が生じることを見出した。ELSは発達早期にコルチゾールの過剰分泌を促すことで健康被害を引き起こす。本研究課題は発達早期のコルチゾール投与が精子形成に引き起こす影響をエピジェネティクス制御の観点から評価し、ELSが精子数減少を生じる機序、精子の質におよぼす影響、精子の量と質の低下を生じる精巣内特異的部位を明らかにする。ICRマウスに生後1日から10日目の間、1日あたり0.36mg、3.6mg、36mg/kg body weightでコルチコステロン（CORT）を皮下投与し、発達早期CORT投与モデルマウスを作成した。これまでに研究代表者らはモデルマウスにおいて、血中CORT濃度の上昇、セルトリ細胞増殖停止マーカーであるp27陽性セルトリ細胞数の増加、セルトリ細胞数の減少、精巣組織の形態変化、血中テストステロンと甲状腺ホルモン濃度の上昇、形態異常を有する成熟精子数の増加、などが生じることを明らかにした。2024度は発達早期のCORT投与が児の精子形成細胞および精子のエピゲノム状態におよぼす影響について評価する試みの一端として、12週齢まで飼育したモデルマウスの精巣上体から回収した成熟精子よりゲノムDNAを抽出精製し、バイサルファイト処理後、Reduced representation of bisulfite sequencing解析を行った。ヒートマップおよび主成分分析による評価は、CORT投与群と対照群から得られた精子が異なるメチル化状態を保持していることを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2024年度は分担研究者の一人に異動が生じた。当該分担研究者の管轄で作成してきたモデルマウスについては、異動前の所属大学から異動後の所属大学への移動が困難であったことから、2024年度は当該分担研究者担当分のモデルマウスの作成と飼育を一時中断した。現在、当該分担研究者は現所属においてEarly life stressに関する動物実験の立ち上げを行った上で、新たにモデルマウスの作成およびサンプリングを開始し現在まで継続しているが、本研究課題におけるモデルマウスは作成におよそ半年程度を要することから、2024年度の解析はサンプリングした試料の一部のみを行うに留まった。2023年度より、CORT投与マウスのセルトリ細胞におけるヒストンH4のアセチル化レベルに着目し、K5、K8、K12、およびK16におけるヒストンH4アセチル化レベルの変動について評価を実施しており、これについては現在まで継続中である。精巣からのセルトリ細胞の高純度単離精製のプロトコールについても、現在構築中である。2023年度から2024年度にかけて生じた研究代表者および分担研究者の異動に伴い研究課題の進捗にやや遅れが生じていることから、本研究課題は研究期間を一年延長し、未実施の解析項目については2025年度に実施予定である。これらが現在までの進捗状況について、「（3）やや遅れている」とした理由である。
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| Strategy for Future Research Activity |
2025年度は2024年度に続き、Early life stressが児の精子のエピゲノム状態におよぼす影響について評価する。12週齢まで飼育したモデルマウスの精巣上体から回収した成熟精子よりゲノムDNAを抽出精製し、バイサルファイト処理後、Reduced representation of bisulfite sequencing解析を実施することにより、メチル化レベルの解析を行う。その他、モデルマウスのセルトリ細胞におけるヒストンH4のアセチル化レベルの解析を行う。より詳細な評価のためK5、K8、K12、およびK16におけるヒストンH4アセチル化について、マーカーとしての有効性の是非についての評価を継続する。
セルトリ細胞の高純度単離精製については生後20日および70日の精巣から実施予定であり、先ず生後20日において精製度が十分であると判断された段階で、発達早期におけるコルチコステロン投与がセルトリ細胞のエピゲノム状態におよぼす影響の評価を実施したい。セルトリ細胞の高純度単離精製法については論文検索の結果実験工程を決定し、必要となる消耗品（Sertoli cells、Leydig cells、myoid cellsに対する各抗体、各種培養液、抗生剤など）については準備が整っている。以上により精子とセルトリ細胞について、発達早期におけるコルチコステロン投与がそれらのエピゲノム状態におよぼす影響の評価を実施したい。
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