精子膜に起こる配偶子認識と融合に関する超微形態および分子レベルの解明

• Project Area: Elucidation of Common Mechanisms for Allogeneic Authentication in Animals and Plants
• Project/Area Number: 24112706
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 年森 清隆 千葉大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (20094097)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000); Fiscal Year 2013: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000); Fiscal Year 2012: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
• Keywords: 精子 / エクアトリン / 配偶子膜融合 / 先体反応 / 遺伝子改変マウス / Equatorin / 配偶子認識

Research Abstract

【１】先体反応から膜融合に関わる精子膜の解析
1)エクアトリンEquatorin EQTN KOマウスを作製して解析した結果、EQTN KOホモ精子は、ヘテロ精子やワイルド精子に較べて授精能が20-30％程度低かった。受精早期においてホモ精子は卵子膜と融合できないため、透明帯での多精子受精ブロックが起こらず、多数の精子が卵子の囲卵腔に蓄積した。2)先体分子を指標にして先体反応を解析した結果、先体反応は正常あるいはより早く起こっている可能性が示唆された。3) SEM法や超顕微鏡法により解析した結果、Eqtn KO ホモ精子膜はwildと比較して顕著な変化がなかった。4)Eqtn欠損Acrosinトランスジェニックマウス精子を用いて、子宮卵管移行部から膨大部を移動する精子を、live imagingして解析した結果、ホモ精子はwild精子と同様に膨大部に到達した。雌生殖路と精子運動に異常はなかった。5）EQT-KOとwildマウスの遺伝子プロファイリングと関連分子について次世代シークエンスで比較した結果、特異的に大きな動きを示す分子/遺伝子が見つけられなかった。6）これらの結果から、エクアトリン欠損による授精能低下現象は、既存の配偶子膜融合関連分子（精子Izumo1や卵子CD9）とは無関係に配偶子膜融合不全のために引き起こされると結論された。
【２】まとめと総括
これまで得られている一部を論文と総説にまとめ（Ito et al., 2013, Ito et al., 2014）、総括の論文を執筆中である。

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] A heterozygous mutation of GALNTL5 affects male infertility with impairment of sperm motility (2014)
  • Author(s): Takasaki N, Tachibana K, Ogasawara S, Matsuzaki H, Hagiuda J, Ishikawa H, Mochida K, Inoue K, Ogonuki N, Ogura A, Noce T, Ito C, Toshimori K, Narimatsu H.
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci USA Volume: 111 Issue: 3 Pages: 1120-1125
  • DOI: 10.1073/pnas.1310777111
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Oligo-astheno-teratozoospermia in mice lacking ORP4, a sterol-binding protein in the OSBP-related protein family. (2014)
  • Author(s): Udagawa O, Ito C, Ogonuki N, Sato H, Lee S, Tripvanuntakul P, Ichi I, Uchida Y, Nishimura T, Murakami M, Ogura A, Inoue T, Toshimori K, Arai H.
  • Journal Title: Genes Cells. Volume: 19 Issue: 1 Pages: 13-27
  • DOI: 10.1111/gtc.12105
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Arf GAP SMAP2 is necessary for organized vesicle budding from the trans-Golgi network and subsequent acrosome formation in spermiogenesis. (2013)
  • Author(s): Funaki T, Kon S, Tanabe K, Natsume W, Sato S, Shimizu T, Yoshida N, Wong WF, Ogura A, Ogawa T, Inoue K, Ogonuki N, Miki H, Mochida K, Endoh K, Yomogida K, Fukumoto M, Horai R, Iwakura Y, Ito C, Toshimori K, Watanabe T, Satake M.
  • Journal Title: Mol. Biol. Cell Volume: 24 Issue: 17 Pages: 2633-44
  • DOI: 10.1091/mbc.e13-05-0234
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Integration of the mouse sperm fertilization-related protein equatorin into the acrosome during spermatogenesis as revealed by super-resolution and immunoelectoron microscopy. (2013)
  • Author(s): Ito C, Yamatoya K, Yoshida K, Fujimura L, Hatano M, Miyado K, Toshimori K.
  • Journal Title: Cell Tissue Res. Volume: 352(3) Pages: 739-750
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Tysndl Deficiency in Mice Interferes with the Peroxisomal Localization of PTS2 Enzymes, Causing Lipid Metabolic Abnormalities and Male Infertility (2013)
  • Author(s): Yumi Mizuno, et al.
  • Journal Title: PLoS Genetics. Volume: 9 Issue: 2 Pages: e1003286-e1003286
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1003286
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Galnt3 deficiency disrupts acrosome formation and leads to oligoasthenoteratozoos permia (2013)
  • Author(s): 宮崎 敏博
  • Journal Title: Histochemistry and Cell Biology Volume: 139 Issue: 2 Pages: 339-354
  • DOI: 10.1007/s00418-012-1031-3
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Unique structures of organelles observed in primary spermatocytes after micro-injection of protein solutions such as immunoglobulin into the lumen of the seminiferous tubules in mice and rats (2012)
  • Author(s): 外山 芳郎
  • Journal Title: Andrologia Volume: 9 Issue: 6 Pages: 402-408
  • DOI: 10.1111/and.12030
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Usefulness of statistics for establishing evidence-based reproductive medicine (2011)
  • Author(s): Sato Y, Gosho M, Toshimori K
  • Journal Title: Reprod Med Biol Volume: (In press)(Review) Issue: 1 Pages: 49-58
  • DOI: 10.1007/s12522-011-0106-5
  • NAID: 10030444983
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 雄生殖細胞の機能形態的解析；精子卵子膜融合関連タンパク質 Equatorinを中心として (2014)
  • Author(s): 年森清隆
  • Organizer: 第119回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: 自治医科大学キャンバス
  • Invited
• [Presentation] トランスジェニックマウスを用いた精子ODF2 の解析 (2014)
  • Author(s): 伊藤千鶴
  • Organizer: 第119回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: 自治医科大学キャンバス
• [Presentation] 精子先体赤道部糖タンパク質 equatorin の糖鎖修飾変化に関わる酵素の探索 (2014)
  • Author(s): 大和屋健二
  • Organizer: 第119回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: 自治医科大学キャンバス
• [Presentation] マウス精子における膜タンパク質ベイシジン分子の特性 (2014)
  • Author(s): 前川眞見子
  • Organizer: 第119回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: 自治医科大学キャンバス
• [Presentation] モノクローナル抗体MC101が認識する精子タンパク質の解析 (2014)
  • Author(s): 陳城
  • Organizer: 第119回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: 自治医科大学キャンバス
• [Presentation] 受精障害の原因と検出 (2014)
  • Author(s): 年森清隆
  • Organizer: 第19回日本臨床エンブリオロジスト学会 ワークショップ・学術講演会
  • Place of Presentation: 千里ライフサイエンスセンター
  • Invited
• [Presentation] Equatorinノックアウト雄マウスの受精現象 (2014)
  • Author(s): 年森清隆
  • Organizer: 新学術領域研究 動植物に共通するアロ認証機構の解明 第8回領域会議
  • Place of Presentation: 名古屋大学東山キャンパス 野依記念学術交流会館
  • Invited
• [Presentation] 精子先体赤道部糖タンパク質 equatorin の分子量低下に関わる酵素の探索 (2014)
  • Author(s): 大和屋健二
  • Organizer: 新学術領域研究 動植物に共通するアロ認証機構の解明 第8回領域会議
  • Place of Presentation: 名古屋大学東山キャンパス 野依記念学術交流会館
• [Presentation] EQT-EGFP transgenic mouse を用いた time laps imaging と微細構造の対比による先体膜タンパク質 equatorin の挙動解析 (2013)
  • Author(s): 年森清隆
  • Organizer: 第118回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: サンポート高松・かがわ国際会議場
  • Year and Date: 2013-03-28
  • Invited
• [Presentation] 精子先体赤道部は、先体反応の過程でIZUMO1 のflip-flop によるN末端の露出の後、脆くなる (2013)
  • Author(s): 大和屋健二
  • Organizer: 第118回日本解剖学会総会・全国学術集
  • Place of Presentation: サンポート高松・かがわ国際会議場
  • Year and Date: 2013-03-28
  • Invited
• [Presentation] マウス精巣および精子における膜タンパク質ベイシジン分子の解析 (2013)
  • Author(s): 前川眞見子
  • Organizer: 第118回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: サンポート高松・かがわ国際会議場
  • Year and Date: 2013-03-28
  • Invited
• [Presentation] 精子の核DNA断片化と頭部空胞を指標にした精子の質の評価 (2013)
  • Author(s): 年森清隆
  • Organizer: 第58回日本生殖医学会 学術講演会・総会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場 神戸ポートピアホテル
• [Presentation] 抗equatorin抗体を用いた精子の質の評価法の検討 (2013)
  • Author(s): 伊藤千鶴
  • Organizer: 第58回日本生殖医学会 学術講演会・総会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場 神戸ポートピアホテル
• [Presentation] 精子先体赤道部タンパク質Equatorinの先体反応に伴う翻訳後修飾変化 (2013)
  • Author(s): 大和屋健二
  • Organizer: 第58回日本生殖医学会 学術講演会・総会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場 神戸ポートピアホテル
• [Presentation] Visualization of spermatogenesis and sperm function. (2013)
  • Author(s): Toshimori K
  • Organizer: XXIII International Symposium on Morphological Sciences (ISMS)
  • Place of Presentation: Toki Messe Niigata Convention Center
  • Invited
• [Presentation] マウス精巣および精子における basigin およびその結合分子の解析 (2013)
  • Author(s): 前川眞見子
  • Organizer: 日本アンドロロジー学会第32回学術大会ならびに総会 および第19回精子形成・精巣毒性研究会共同開催学会
  • Place of Presentation: 大阪国際会議場
• [Presentation] 新しい検査法に基づく精子の機能診断法および選別保存法の開発と生殖医療応用 (2013)
  • Author(s): 年森清隆
  • Organizer: 公益財団法人双葉電子記念財団 自然科学研究助成成果発表会および研究助成・奨学金贈呈式
  • Place of Presentation: ホテルスプリングス幕張
  • Invited
• [Presentation] 精子の老化について (2013)
  • Author(s): 伊藤千鶴
  • Organizer: 第13回日本抗加齢医学会総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Invited
• [Presentation] 精子膜に起こる配偶子認識と融合に関する超微形態および分子レベルの解明 (2013)
  • Author(s): 年森清隆
  • Organizer: 新学術領域研究 動植物に共通するアロ認証機構の解明 第7回領域会議
  • Place of Presentation: くにびきメッセ
  • Invited
• [Presentation] 高解像顕微鏡およびSTEDを用いた受精関連タンパク質Equatorinの解析 (2013)
  • Author(s): 伊藤千鶴
  • Organizer: 日本顕微鏡学会第69回学術講演会
  • Place of Presentation: ホテル阪急エキスポパーク
• [Presentation] 新しい検査法に基づく精子の機能診断法および選別保存法の開発と生殖医療応用 (2013)
  • Author(s): 年森清隆
  • Organizer: なのはなコンペ2013表彰式 および なのはなコンペ昨年度受賞者成果発表会
  • Place of Presentation: 千葉大学けやき会館
  • Invited
• [Presentation] 抗equatorin 抗体はヒト先体マーカーとして有効である (2013)
  • Author(s): 伊藤千鶴
  • Organizer: 第118回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: サンポート高松・かがわ国際会議場
  • Invited
• [Presentation] The pathogenic mechanism of abnormal peroxisome lipid metabolism in Tysnd1 deficient mice. (2012)
  • Author(s): Mizuno Y
  • Organizer: The 35th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan.
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡
  • Invited
• [Presentation] Correlation between sperm head morphology and oocyte activation ability. (2012)
  • Author(s): Toshimori K
  • Organizer: The 63rd Congress of Korean Society for Reproductive Medicine (KSRM) 2012.
  • Place of Presentation: Seoul Women's University (Korea)
  • Invited
• [Presentation] Subcellular and molecular events during mouse acrosome reaction mediated by fertilization-related protein equatorin. (2012)
  • Author(s): Toshimori K
  • Organizer: International Symposium on the Mechanisms of Sexual Reproduction in Animal and Plants. Joint Meeting of the 2nd Allo-authentication Meeting and the 5th Egg-Coat Meeting(MCBEEC)
  • Place of Presentation: Hotel Nagoya Garden Palace. Nagoya
  • Invited
• [Presentation] Equatorin (EQT) as a human sperm acrosome biomarker for the fertilization process. International Symposium on the Mechanisms of Sexual Reproduction in Animal and Plants. (2012)
  • Author(s): Ito C
  • Organizer: Joint Meeting of the 2nd Allo-authentication Meeting and the 5th Egg-Coat Meeting(MCBEEC)
  • Place of Presentation: Hotel Nagoya Garden Palace. Nagoya Japan
  • Invited
• [Presentation] Categorization of acrosome reaction and isolation of those sperm for biochemical analyses. (2012)
  • Author(s): Yamatoya K
  • Organizer: Joint Meeting of the 2nd Allo-authentication Meeting and the 5th Egg-Coat Meeting(MCBEEC)
  • Place of Presentation: Hotel Nagoya Garden Palace. Nagoya Japan
  • Invited
• [Presentation] 抗perinuclear theca MN13抗体を使った新しい精子評価法 (2012)
  • Author(s): 伊藤千鶴
  • Organizer: 第57回日本生殖医学会総会・学術講演会
  • Place of Presentation: 長崎ブリックホール 長崎新聞文化ホール
  • Invited
• [Presentation] 先体反応過程における精子膜と先体膜タンパク質の変化 (2012)
  • Author(s): 大和屋健二
  • Organizer: 第57回日本生殖医学会総会・学術講演会
  • Place of Presentation: 長崎ブリックホール 長崎新聞文化ホール
  • Invited
• [Presentation] 精子膜に起こる配偶子認識と融合に関する超微形態および分子レベルの解明 (2012)
  • Author(s): 年森清隆
  • Organizer: 新学術領域研究 動植物に共通するアロ認証機構の解明 第5回領域会議
  • Place of Presentation: 下田東急ホテル
  • Invited
• [Presentation] 生殖細胞の分化と受精/初期発生：制御機構と不妊症治療への応用研究 (2012)
  • Author(s): 年森清隆
  • Organizer: 第88回千葉医学会学術大会
  • Place of Presentation: 千葉大学医学部附属病院 第一講堂
  • Invited
• [Presentation] Fertilization in vivo revealed by live imaging and electron microscopy. (2012)
  • Author(s): 年森清隆
  • Organizer: 日本顕微鏡学会 第68回学術講演会
  • Place of Presentation: つくば国際会議場
  • Invited
• [Presentation] 先体膜タンパク質Equatorin を指標したマウス先体形成の解析 (2012)
  • Author(s): 伊藤千鶴
  • Organizer: 日本顕微鏡学会 第68回学術講演会
  • Place of Presentation: つくば国際会議場
  • Invited
• [Presentation] 初期の先体反応における精子の形態とタンパク質の解析 (2012)
  • Author(s): 大和屋健二
  • Organizer: 日本顕微鏡学会 第68回学術講演会
  • Place of Presentation: つくば国際会議場
  • Invited
• [Presentation] マウス精巣および精子におけるベイシジン分子の解析 (2012)
  • Author(s): 前川眞見子
  • Organizer: 日本顕微鏡学会 第68回学術講演会
  • Place of Presentation: つくば国際会議場
  • Invited
• [Book] Equatorin-Related Subcellular and Molecular Events During Sperm Priming for Fertilization in Mice. (Chapter 7) (2014)
  • Author(s): Ito C, Yamatoya K, Toshimori K.
  • Total Pages: 480
  • Publisher: Springer
• [Book] 動植物の受精学 (2014)
  • Author(s): 宮戸健二，井上直和、伊藤昌彦、伊藤千鶴、年森清隆
  • Total Pages: 332
  • Publisher: 化学同人
• [Book] Knobil and Neill’s Phyiology of Reproduction (2014)
  • Author(s): Toshimori K, Eddy EM.
  • Publisher: Academic Press
• [Book] 生殖 (2014)
  • Author(s): 年森清隆、伊藤千鶴
  • Total Pages: 141
  • Publisher: 医歯薬出版
• [Book] カラーイラストで学ぶ 集中講義 解剖学 (2012)
  • Author(s): 年森清隆
  • Total Pages: 496
  • Publisher: メジカルビュー社
• [Book] 第2版 人体の正常構造と機能. VI.生殖器 (2012)
  • Author(s): 年森清隆
  • Total Pages: 88
  • Publisher: 日本医事新報社
• [Book] 第2版 人体の正常構造と機能（縮刷版）.VI.生殖器. (2012)
  • Author(s): 年森清隆
  • Total Pages: 904
  • Publisher: 日本医事新報社
• [Remarks] 生殖生物医学ホームページ
  • URL: http://www.m.chiba-u.ac.jp/class/devbiol/
• [Remarks] ホームページ 業績
  • URL: http://www.m.chiba-u.ac.jp/class/devbiol/