卵子の加齢メカニズムの解明～生殖補助医療の向上を目指して～

• Project/Area Number: 23592415
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Obstetrics and gynecology
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 山田 朝子 (福永 朝子) 慶應義塾大学, 医学部, 助教 (60464955)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 浜谷 敏生 慶應義塾大学, 医学部, 講師 (60265882)
• Project Period (FY): 2011 – 2013
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2013: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2012: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2011: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: 排卵後加齢 / マウス / 酸素呼吸能 / マイクロアレイ / ミトコンドリア / 卵子 / 走査型電気化学顕微鏡 / 国際情報交流

Research Abstract

本邦では女性の晩婚化に伴い、卵子の加齢による質的低下が不妊治療の重要な課題となっており、卵子の加齢に伴う変化の解明は必要不可欠である。さらに、卵子は排卵後受精しない時間が長く経過すると発生能が低下し、質的な低下が起こることが知られている（排卵後加齢）。しかし排卵後加齢の背景にある分子生物学的メカニズムはいまだ不明な点が多い。そこで本研究では、排卵後加齢卵子における質的な低下を引き起こす因子を明らかにすることを目的とした。
マウス加齢卵子における遺伝子発現の変化を網羅的に解析した結果、ミトコンドリアおよびDNAメチル化に関連した遺伝子の発現が低下した。ミトコンドリアは酸素呼吸を行うことにより細胞内のエネルギー産生に関与する。そこで走査型電気化学顕微鏡を用いて、
排卵後加齢による卵子の酸素呼吸能の影響を観察した。9週齢（性成熟期）のマウスの卵管より、排卵直後（新鮮卵）、排卵後9時間、排卵後32時間の未受精卵を回収し、新鮮卵と排卵後加齢卵子の酸素消費量を比較した。結果、新鮮卵と比較して、排卵後加齢卵においては排卵後の時間経過に伴い酸素消費量が有意に低下した。次にタンパクレベルにおけるDNAメチル化関連遺伝子の発現の変化を観察するため、新鮮卵と排卵後加齢卵子をそれぞれウェスタンブロットに供し、クロマチン関連遺伝子Dnmt1タンパクの発現量を比較した。結果、 Dnmt1タンパクの発現量は排卵後の時間経過とともに減少した。
以上より、排卵後加齢卵子においてミトコンドリア酸素呼吸能の低下およびDNAメチル化関連タンパクの発現低下が観察され、これらが発生能低下に寄与する可能性が示唆された。今後さらに卵子の加齢メカニズムを明らかにし、生殖補助医療の向上に貢献したい。

Research Products

• [Journal Article] 不妊診療のすべて】 ART(生殖補助医療) 精子・卵子・卵巣の凍結保存とその安全性. (2012)
  • Author(s): 久慈直昭, 井上治, 福永朝子, 菅原かな, 小川誠司, 奥村典子, 山 田満稔, 浜谷敏生, 吉村泰典.
  • Journal Title: 産婦人科治療 Volume: 102巻 増刊: Pages: 495-500
• [Journal Article] 【社会医学的ハイリスク妊娠とその対策】 不妊治療後の妊娠とその予後. (2012)
  • Author(s): 久慈直昭, 井上治, 福永朝子, 菅原かな, 小川誠司, 奥村典子, 内 田明花, 山田満稔, 佐藤卓, 浜谷敏生, 吉村泰典.
  • Journal Title: 産婦人科治療 Volume: 103(4) Pages: 375-382
• [Journal Article] Human spermatozoal RNAs (2012)
  • Author(s): Hamatani T.
  • Journal Title: Fertil Steril Volume: 97(2) Issue: 2 Pages: 275-81
  • DOI: 10.1016/j.fertnstert.2011.12.035
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 不妊と周産期医療】 ART妊娠児の長期予後研究. (2012)
  • Author(s): 久慈直昭, 山田満稔, 井上治, 福永朝子, 小川誠司, 菅原かな, 奥村典子, 浜谷敏生, 吉村泰典.
  • Journal Title: 周産期医学 Volume: 42(8) Pages: 991-1000
• [Journal Article] 【難治性不妊の病態と治療法】子宮頸癌に対する妊孕能温存術式 広汎性子宮頸部摘出術の適応と不妊治療の実際. (2012)
  • Author(s): 佐藤卓, 藤井多久磨, 浜谷敏生, 久慈直昭, 杉山重里, 西尾浩, 青木大輔, 吉村泰典.
  • Journal Title: 産婦人科の実際 Volume: 61(8) Pages: 1179-1183
• [Journal Article] A medium-chain fatty acid as an alternative energy source in mouse preimplantation development. (2012)
  • Author(s): Yamada M
  • Journal Title: Science Reports Volume: 2 Issue: 1 Pages: 930-930
  • DOI: 10.1038/srep00930
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 【不妊診療のすべて】 ART(生殖補助医療) 精子・卵子・卵巣の凍結保存とその安全性. (2011)
  • Author(s): 久慈直昭, 福永朝子,（5名省略）. 浜谷敏生, 吉村泰典.
  • Journal Title: 産婦人科治療 Volume: 103(4) Pages: 375-382
• [Journal Article] 【不妊診療のすべて】 ART(生殖補助医療) 精子・卵子・卵巣の凍結保存とその安全性. (2011)
  • Author(s): 久慈直昭, 福永朝子, （5名省略） 浜谷敏生, 吉村泰典.
  • Journal Title: 産婦人科治療 Volume: 102巻増刊 Pages: 495-500
• [Presentation] 着床前期胚発生に関わる新規遺伝子Zfpiの発現解析． (2012)
  • Author(s): 小川誠司, 浜谷敏生, 阿久津英憲, 山田満稔, 奥村典子, 菅原かな, 井上治, 福永朝子, 梅澤明弘, 久慈直昭, 青木大輔, 吉村泰典．
  • Organizer: 第64回 日本産科婦人科学会学術講演会，
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] 着床前期初期から発現し多分化能細胞に特異的に発現する新規転写因子Kzpiの機能解析． (2012)
  • Author(s): 浜谷敏生, 山田満稔, 阿久津英憲, 小川誠司, 菅原かな, 奥村典子, 福永朝子, 井上治, 梅澤明弘, 久慈直昭, 青木大輔, 吉村泰典．
  • Organizer: 第64回 日本産科婦人科学会学術講演会，
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] Metabolomic analysis of culture media by CE-TOF/MS suggests a medium-chain fatty acid as an alternative energy source of mouse preimplantation embryos. (2012)
  • Author(s): Yamada M, Takanashi K, Hamatani T, Akutsu H, Fukunaga T, Ogawa S, Sugawara K, Okumura N, Chikazawa N, Kuji N, Umezawa A, Tomita M, Yoshimura Y.
  • Organizer: 28th nnual meeting of the European Society of Human Reproduction and Embryology,
  • Place of Presentation: Istanbul,
• [Presentation] 生殖内分泌における酸化ストレスとエイジング：マウス卵における酸化ストレスとエイジング (2012)
  • Author(s): 浜谷敏生
  • Organizer: 第17回 日本生殖内分泌学会学術集会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] マウス卵子の排卵後加齢における遺伝子発現と酸素消費量の関係 (2011)
  • Author(s): 福永朝子，浜谷敏生，山田満稔，阿久津英憲，他９名
  • Organizer: 第63回日本産科婦人科学会
  • Place of Presentation: リーガロイヤルホテル大阪、大阪国際会議場（大阪府）
• [Presentation] 着床前期および未分化維持に関わる新規C2H2-zinc finger遺伝子の解析 (2011)
  • Author(s): 近澤奈々, 浜谷敏生, 山田満稔, 阿久津英憲, 奥村典子, 小川誠司, 菅原かな, 福永朝子, 他3名
  • Organizer: 第52回日本哺乳動物卵子学会
  • Place of Presentation: 国際医療福祉大学本校（栃木県）
• [Presentation] Processing of semen from an HIV-1-positive male and its use in the IVF-ICSI procedure clinical efficacy (2011)
  • Author(s): Inoue O, Kuji N, T. Fukunaga, (2名省略) Hamatani T, 他3名
  • Organizer: The 27th Annual meeting of the European Society of Human Reproduction and Embryology
  • Place of Presentation: Stockholm, Sweden
• [Presentation] Age-associated alteration of Telomere Biology in mouse oocytes (2011)
  • Author(s): Yamada M, Hamatani T, Akutsu H, Fukunaga T, Kuji N, Aoki D, Yoshimura Y
  • Organizer: The 67th Annual Meeting of the American Society for Reproductive Medicine (ASRM)
  • Place of Presentation: Orland, USA
• [Presentation] シンポジウム：卵巣機能異常に起因する不妊治療の最前線：マウス卵の加齢メカニズム (2011)
  • Author(s): 浜谷敏生
  • Organizer: 第56回日本生殖医学会学術講演会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県）
• [Book] 生殖卵巣学－基礎知識と臨床の進展（編集：石塚文平、鈴木秋悦）．第2章 (9) 卵巣の老化 (2012)
  • Author(s): 菅原かな、浜谷敏生．
  • Publisher: 医歯薬出版