卵管に流入する卵胞液中miRNAが初期胚のDNA脱メチル化を促すメカニズムの解明

• Project/Area Number: 23KJ1952
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 国内
• Review Section: Basic Section 42030:Animal life science-related
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture
• Principal Investigator: 青木 漱吾 東京農業大学, 農学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2023-04-25 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000); Fiscal Year 2024: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2023: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
• Keywords: 初期胚発生 / 卵胞液 / 細胞外小胞 / miRNA

Outline of Research at the Start

本申請では排卵後の卵管液中のmiRNAが胚発生を促す背景を解明するため、授精直後の胚発生培地に卵胞液(FF)や、FF中に高頻度で存在するmiRNAを添加し、その胚発育の促進効果とDNAの脱メチル化を起こす分子背景を明らかにする。また個体の胚発生能力を卵管液に流入したFFの質が左右するのかを、発生能力の良不良個体から得たFFとそれに含まれるmiRNAに着目して検証する。

Outline of Annual Research Achievements

卵子の胚発生能力の個体差が卵胞液(FF)中の特定のmiRNAに起因するという仮説のもと、内包する卵子の発生能力が良いFF(Good-FF)を体外成熟、体外発生培地へ添加し、卵子や胚の質を向上させるのかを検討した。結果、内包する卵子の質が高いGood-FFは卵子の成熟だけでなく初期胚も有意に改善した。またFF中のEV内miRNAをsmall RNA-seqを用いて解析しGood-FFに多く存在するmiRNA(miR-151-3p, -425-5p)を選出した。これらのmiRNAがウシ細胞内でターゲット配列特異的に作用することをデュアルルシフェラーゼアッセイで確認し、またEVに内包されたmiRNAが卵子および胚に取り込まれることを示した。そしてこのmiRNAを培地に外挿すると卵子や初期胚の質を有意に向上させた。このことからFFおよびmiRNAは卵子成熟を支持するだけでなく、初期胚に作用し胚質を決定することが明らかになった。この成果は筆頭著者として国際学会誌へ１報 (Aoki et al., Reprod Med Biol, 2024.) 発表し、国内学会で1報(青木漱吾, 井上裕貴, 岩田尚孝.「卵胞液中のmiRNAは卵子の胚発生能力の優劣を決定する」日本畜産学会第131回大会,口頭発表, 優秀発表賞受賞)、国際学会で1報(Sogo Aoki, Yuki Inoue, Shunsuke Hara, Jun Itou, Hisataka Iwata. "Specific miRNAs in Bovine Follicular Fluids underlying Background of Good Blastocyst Yields" 21st World Congress on ISIVF, Poster presentation, 優秀ポスター賞受賞)報告した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

当初の研究計画の半分以上が完了しており、成果は筆頭著者として国際学会誌へ１報、国内学会で1報、国際学会で1報報告している。そのため研究計画はおおむね順調に進展していると考えている。

Strategy for Future Research Activity

現在卵胞液が受精後のDNA脱メチル化を促すメカニズムについて研究中であり、また研究成果を国際学会誌に１報、国内学会で1報、報告予定である。

Research Products

• [Journal Article] <scp>microRNAs</scp> associated with the quality of follicular fluids affect oocyte and early embryonic development (2024)
  • Author(s): Aoki Sogo、Inoue Yuki、Hara Shunsuke、Itou Jun、Shirasuna Koumei、Iwata Hisataka
  • Journal Title: Reproductive Medicine and Biology Volume: 23 Issue: 1
  • DOI: 10.1002/rmb2.12559
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Specific miRNAs in Bovine Follicular Fluids underlying Background of Good Blastocyst Yields (2023)
  • Author(s): Sogo Aoki, Yuki Inoue, Shunsuke Hara, Jun Itou, Hisataka Iwata.
  • Organizer: 21st World Congress on In Vitro Fertilization
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 卵胞液中のmiRNAは卵子の胚発生能力の優劣を決定する (2023)
  • Author(s): 青木 漱吾, 井上 裕貴, 岩田 尚孝
  • Organizer: 日本畜産学会第131回大会