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長期培養系を用いた精子幹細胞の老化メカニズムの解明

Publicly Offered Research

Project AreaEstablishing a new paradigm of the pathogenesis of diseases through the understanding of stem cell aging
Project/Area Number 15H01510
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

篠原 美都  京都大学, 医学研究科, 助教 (10372591)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥11,180,000 (Direct Cost: ¥8,600,000、Indirect Cost: ¥2,580,000)
Fiscal Year 2016: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2015: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Keywords幹細胞 / 老化 / 生殖
Outline of Annual Research Achievements

他の体性幹細胞では酸化ストレスやDNA損傷、炎症性サイトカイン、エピゲノム制御など、様々な老化の誘因が指摘されている。これらの因子が生殖幹細胞でも老化の誘因となるのか、生殖幹細胞の老化に特殊性があるのかは全く分かっていない。
本研究では精子幹細胞培養株(GS細胞)の長期培養サンプル(培養開始から5ヶ月と60ヶ月のGS細胞: “5M-GS細胞”と“60M-GS細胞”)を用いて老化の表現型を調べた。28年度の研究では、マイクロアレイや、次世代シークエンサーによる全ゲノム解読などから老化誘導の候補因子を選定し、GS細胞を用いて関与を調べた。siRNA/shRNA を用いてノックダウンを行い、増殖速度やサイトカインへの反応性・遺伝子発現パターン・代謝・移植による幹細胞活性などを調べたところ、幾つかの遺伝子については60M-GS細胞と類似の特徴の誘導が認められた。
多くの老化現象においてエネルギー代謝の変化が伴うことが報告されている。そこで研究代表者らは代謝が精子幹細胞の老化に及ぼす効果を調べ、解糖系代謝の促進が精子幹細胞の自己複製分裂を亢進することを発見した。60M-GS細胞でも解糖系代謝の亢進が認められるため、精子幹細胞の老化の誘引である可能性が示唆された。
また、クローナル標識した精子幹細胞がどのような動態で精子形成に寄与するかを調べた結果、精子幹細胞の機能的寿命は平均200日前後、最長の例では480日と、極めて長いことが分かった。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2017 2016 2015 Other

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Acknowledgement Compliant: 8 results,  Open Access: 5 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Myc/Mycn-mediated glycolysis enhances mouse spermatogonial stem cell self-renewal.2016

    • Author(s)
      Kanatsu-Shinohara M., Tanaka T., Ogonuki N., Ogura A., Morimoto H., Cheng PF., Eisenman RN., Trumpp A., Shinohara T.
    • Journal Title

      Genes Dev.

      Volume: 30(23) Issue: 23 Pages: 2637-2648

    • DOI

      10.1101/gad.287045.116

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] The luteinizing hormone-testosterone pathway regulates mouse spermatogonial stem cell self-renewal by suppressing WNT5A expression in Sertoli cells.2016

    • Author(s)
      Tanaka T., Kanatsu-Shinohara M., Lei Z., Rao CV., Shinohara T.
    • Journal Title

      Stem Cell Reports

      Volume: 7(2) Issue: 2 Pages: 279-291

    • DOI

      10.1016/j.stemcr.2016.07.005

    • NAID

      120005825924

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Nonrandom germline transmission of mouse spermatogonial stem cells.2016

    • Author(s)
      Kanatsu-Shinohara M., Naoki H., Shinohara T.
    • Journal Title

      Dev Cell

      Volume: 38 (3) Issue: 3 Pages: 248-261

    • DOI

      10.1016/j.devcel.2016.07.011

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Fertility of male germline stem cells following spermatogonial transplantation in infertile mouse models.2016

    • Author(s)
      Kanatsu-Shinohara M., Morimoto H., Shinohara T.
    • Journal Title

      Biol Reprod.

      Volume: 94(5) Issue: 5 Pages: 112-112

    • DOI

      10.1095/biolreprod.115.137869

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Enrichment of Mouse Spermatogonial Stem Cells by the Stem Cell Dye CDy1.2015

    • Author(s)
      Kanatsu-Shinohara M, Morimoto H, Shinohara T.
    • Journal Title

      Biology of reproduction

      Volume: 94 (1) 13 Issue: 1 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1095/biolreprod.115.135707

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Pluripotent cell derivation from male germline cells by suppression of <i>Dmrt1</i> and <i>Trp53</i>2015

    • Author(s)
      Tanaka, T., Kanatsu-Shinohara, M., Hirose, M., Ogura, A., Shinohara, T.
    • Journal Title

      Journal of Reproduction and Development

      Volume: 61 Issue: 5 Pages: 473-484

    • DOI

      10.1262/jrd.2015-059

    • NAID

      130005104118

    • ISSN
      0916-8818, 1348-4400
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] The CDKN1B-RB1-E2F1 pathway protects mouse spermatogonial stem cells from genomic damage2015

    • Author(s)
      Tanaka, T., Kanatsu-Shinohara, M., Shinohara, T.
    • Journal Title

      Journal of Reproduction and Development

      Volume: 61 Issue: 4 Pages: 305-316

    • DOI

      10.1262/jrd.2015-027

    • NAID

      130005094647

    • ISSN
      0916-8818, 1348-4400
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] ROS-Generating Oxidase Nox3 Regulates the Self-Renewal of Mouse Spermatogonial Stem Cells2015

    • Author(s)
      Morimoto H, Kanatsu-Shinohara M, Shinohara T.
    • Journal Title

      Biology of reproduction

      Volume: 92 (6) 147 Issue: 6 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1095/biolreprod.114.127647

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 精子幹細胞の寿命と精子形成への寄与の動態解明2017

    • Author(s)
      篠原美都
    • Organizer
      生命動態システム科学四拠点 合同シンポジウム
    • Place of Presentation
      理化学研究所 生命システム研究センター
    • Year and Date
      2017-03-17
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 長期培養系を用いた精子幹細胞の老化メカニズムの解明2016

    • Author(s)
      篠原美都
    • Organizer
      新学術領域「幹細胞老化と疾患」第三回領域会議
    • Place of Presentation
      東京大学 伊藤国際学術研究センター
    • Year and Date
      2016-06-28
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Nonrandom germline transmission of mouse spermatogonial stem cells2016

    • Author(s)
      Takashi Shinohara, Honda Naoki, and Mito Kanatsu-Shinohara
    • Organizer
      文部科学省 科学研究費補助金 新学術領域研究 「生殖細胞のエピゲノムダイナミクスとその制御」による国際シンポジウム Epigenome Dynamics and Regulation in Germ cells
    • Place of Presentation
      Clock Tower Centennial Hall, Kyoto University
    • Year and Date
      2016-02-17
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Enrichment of mouse spermatogonial stem cells by a stem cell dye CDy12016

    • Author(s)
      Mito Kanatsu-Shinohara, Hiroko Morimoto, and Takashi Shinohara
    • Organizer
      文部科学省 科学研究費補助金 新学術領域研究 「生殖細胞のエピゲノムダイナミクスとその制御」による国際シンポジウム Epigenome Dynamics and Regulation in Germ cells
    • Place of Presentation
      Clock Tower Centennial Hall, Kyoto University
    • Year and Date
      2016-02-17
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 精子幹細胞の寿命と精子形成への寄与の動態解明2015

    • Author(s)
      篠原美都
    • Organizer
      JST 戦略的創造研究推進事業(さきがけ)第8回「細胞機能の構成的な理解と制御」領域会議
    • Place of Presentation
      東京白金台・八芳園
    • Year and Date
      2015-11-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 精子幹細胞の寿命と精子形成への寄与の動態解明2015

    • Author(s)
      篠原美都
    • Organizer
      JST 戦略的創造研究推進事業(さきがけ)第7回「細胞機能の構成的な理解と制御」領域会議
    • Place of Presentation
      IBM天城ホームステッド
    • Year and Date
      2015-07-14
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 長期培養系を用いた精子幹細胞の老化メカニズムの解明2015

    • Author(s)
      篠原美都
    • Organizer
      新学術領域「幹細胞老化と疾患」第二回領域会議
    • Place of Presentation
      新潟グランドホテル
    • Year and Date
      2015-06-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Remarks] 篠原班員の精子幹細胞の寿命に関する研究がDevelopmental Cell誌に掲載されました。

    • URL

      http://www.m.chiba-u.ac.jp/class/molmed/stemcellaging/research/index.html#04

    • Related Report
      2016 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-04-16   Modified: 2018-03-28  

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