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受精後の精子尾部が与える全能性への影響の解明

Publicly Offered Research

Project AreaProgram of totipotency: From decoding to designing
Project/Area Number 20H05366
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 InstitutionOsaka University

Principal Investigator

橋本 昌和  大阪大学, 大学院生命機能研究科, 准教授 (60580496)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Keywords割球間競合 / 細胞競合 / 割球間細胞競合
Outline of Research at the Start

本研究では、マウス2細胞期の割球の全能性は環境依存的であることを示すとともに、in vitroにおいて割球間に差がうまれる原因を解明することを目的とする。また、in vivoにおいては割球間細胞競合を抑制していることから、それにはなんらかの生理的意義があると考えられるため、その可能性を検証する。活性酸素種を発生する精子ミトコンドリアが割球間細胞競合による片割球の全能性消失を引き起こしているのではないかという仮説のもと、検証実験を行う。

Outline of Annual Research Achievements

これまでマウスの2細胞期の割球をそれぞれ別の蛍光タンパク質でラベルし、その系譜を追う研究をおこなってきた。蛍光ラベルした2細胞期胚をすぐに偽妊娠マウスに移植し、in vivo環境下で発生させ、着床直前の後期胚盤胞(E4.5に相当)で回収したところ、多くの胚で2細胞期の両割球由来の細胞が将来の体の全ての元となるエピブラストに寄与していた。一方で後期胚盤胞期までの過程全てをin vitro(37℃/5%CO2/20%O2)で発生させると、後期胚盤胞のエピブラストではどちらか片方の割球由来の細胞しか残らなかった。2細胞期の割球はばらしても、ほとんどのケースにおいてそれぞれの割球が後期胚盤胞に発生しエピブラストを形成することから、in vitro培養系では、胚盤胞期のエピブラストにおいて2細胞期の割球間に細胞競合がおきることが示唆された(未発表)。
この割球間競合が抑制されるマウス卵管・子宮内は低酸素状態にあること、および活性酸素種の発生源となる精子由来の父性ミトコンドリアは2細胞期胚において、どちらか片方の割球に偏って存在することが知られており、これが2細胞期の割球間の違いを生み出している可能性があったため、本研究課題では精子ミトコンドリアを受け継いだ割球の系譜を追跡し、エピブラストへの寄与との関係を調べた。結果として相関は見られなかったため、割球間競合における精子ミトコンドリアの関与は否定された。しかし、2細胞期の片割球のみに由来するエピブラストを持つ胚はin vivoでもその後の発生率の低下を示すため、何かしらのメカニズムでin vivo(母胎内)では割球間競合が抑制される生理的な意義があることが示唆された。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (2 results)

All 2022

All Presentation (2 results)

  • [Presentation] How is the epiblast established in the mouse pre-implantation embryo?2022

    • Author(s)
      橋本昌和
    • Organizer
      第55回日本発生生物学会年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] マウス着床前胚におけるエピブラスト形成機構2022

    • Author(s)
      橋本昌和
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2023-12-25  

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