生命の連続性を保証する生殖腺の多機能性

• Project/Area Number: 23K05402
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 40040:Aquatic life science-related
• Research Institution: Hiroshima Institute of Technology
• Principal Investigator: 三浦 智恵美 広島工業大学, 環境学部, 教授 (90518002)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三浦 猛 愛媛大学, 農学研究科, 教授 (00261339) ; アリ ムハッマドファリズザヒール 愛媛大学, 農学研究科, 助教 (90972068)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2025: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 生殖腺 / 繁殖 / 酸化ストレス / 免疫賦活化 / 生殖細胞 / 生体防御 / 免疫賦活 / 体成長

Outline of Research at the Start

生殖細胞と生殖腺は、生命の連続性の直接の担い手である。生殖細胞および生殖腺には、安全に、効率よく増えて次世代に生命を繋げるために、本来の役割以外の機能が備わっている。例えば、生殖細胞には外部刺激に対する強固な防衛メカニズムが存在する。また、生殖腺には生殖細胞を守り育てるだけではなく、個体の大きさをコントロールし、さらに個体自体の生体防御機構をコントロールすることにより、自身の繁殖を有利に導く機能が存在する。しかし、これらのメカニズムの情報は断片的である。本研究は、多様な繁殖様式を示す魚類を実験材料に、生殖細胞および生殖腺の本来の役割以外の機能を解析し、生命の連続性維持のメカニズムの本質に迫る。

Outline of Annual Research Achievements

生殖細胞には外部刺激に対する強固な防衛メカニズムが存在する。また、生殖腺には生殖細胞を守り育てるだけではなく、個体の大きさをコントロールし、さらに個体自体の生体防御機構をコントロールすることにより、自身の繁殖を有利に導く機能が存在すると考えられる。本研究は魚類を実験モデルとして、生殖腺の持つ多機能性を詳細に解析し、生命の連続性を途切れさせないための生殖腺の機能を明らかにすることを目的とした。
本年度は、魚類生殖細胞の酸化ストレスへの防御と生殖腺由来機能性多糖の個体免疫系への機能を明らかにするために、実験魚として雄ウナギを用いて実験を行った。ニホンウナギ(Anguilla japonica)に生殖腺刺激ホルモンを投与し精子形成の進行を人為的に誘導し、各発達段階の精巣、肝臓、筋肉を用いて抗酸化酵素スーパーオキシドジスムターゼの測定を行った。また、各発達段階の精巣、肝臓、筋肉から多糖を単離後、マウスマクロファージRAW264 cellを用いた免疫活性の指標としての一酸化窒素活性を測定することにより、免疫賦活作用を測定した。その結果、抗酸化酵素は、精原幹細胞中に多く存在し、精子形成の進行中には低値を示した。また肝臓と筋肉では精子形成に伴う変化は見られなかった。一酸化窒素活性の値は肝臓と筋肉に比べて精巣で高い値が得られたが、精子の出現と共に高くなる場合と変化のない場合と低くなる場合があり不安定であった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度は、生殖細胞の防御機構の解析と、生殖腺の個体免疫系への作用機構の解析を行う予定であった。実験動物に雄ニホンウナギを用いて精子形成過程での抗酸化酵素と一酸化窒素活性を測定することができた。酸化ストレスからの防御機構と個体免疫への関与が確認され、概ね計画にそって研究が進んだ。

Strategy for Future Research Activity

今後は、得られたニホンウナギの結果の再現性を求めると共に、ニホンウナギだけではなく、世代交代が早く、実験動物として扱いやすいメダカ(Oryzias latipes)やゼブラフィッシュ(Danio rerio)などの小型魚類を用いて詳しい解析を行うなど、本実験の計画にそって研究を推進する。