| Project/Area Number |
22K19322
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 44:Biology at cellular to organismal levels, and related fields
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
Osumi Noriko 東北大学, 医学系研究科, 教授 (00220343)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
稲田 仁 東北大学, 医工学研究科, 特任准教授 (60419893)
吉川 貴子 東北大学, 医学系研究科, 助教 (90727851)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 精子形成 / 性比 / フェロトーシス / Pax6 / 加齢 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究はマウスをモデルとし、「加齢により精子形成過程においてX染色体を有する精子細胞がより細胞死を起こしやすくなり、生まれる仔マウスの性比が偏る」という仮説を検証する。精母細胞の減数分裂期に活性酸素種によりDNA損傷が生じ、サイズの大きいX染色体のダメージの方がY染色体より重篤なために、有X染色体精子細胞が選択的にフェロトーシスを生じることが考えられる。また、クロマチンリモデリング因子として種々の分子をリクルートしうるPax6の下流因子に損傷応答・修復促進因子が含まれること、Pax6の発現が加齢により減弱することから、Pax6は抗加齢因子として損傷応答・修復促進に作用する可能性がある。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we tested the hypothesis that aging causes more cell death of X-chromosome-carrying sperm cells during spermatogenesis, resulting in a skewed sex ratio in the offspring mice. We confirmed that aging decreases the number of round spermatids in the mouse testis and increases the ratio of Y-chromosome carrying spermatids to X-chromosome carrying spermatids. Cell death in the testis of aged mice revealed apoptosis in spermatogonia and spermatocytes and nonapoptotic cell death in round spermatids. Furthermore, we found that the expression of γH2A.X, a cell damage marker, increased with aging, while the expression of Glutathione Peroxidase 4 (GPX4), which is involved in anti-ferroptosis, conversely decreased.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
ヒトでは男児の方が女児より多く生まれ、その比はおよそ1.05前後である。減数分裂によって形成されるX染色体およびY染色体を有する精子は理論的には１：１になるはずであるが、我々は、マウスの精巣では、第二減数分裂を終えた円形精子細胞が加齢により減少し、有X染色体精子細胞が有Y染色体精子細胞よりも有意に少ないことを見出した。また、この細胞死はフェロトーシスである可能性が高いことが確かめられた。近年、若い男性の精子数や正常な精子の割合が減少することが報告されている。精巣におけるフェロトーシスを防ぐことが、妊孕性の向上や、ひいては少子化への対応策に繋がることが期待される。
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