Establishment of in vitro spermatogenesis with high integrity

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Ensuring integrity in gametogenesis
• Project/Area Number: 18H05546
• 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: Yokohama City University
• Principal Investigator: OGAWA Takehiko 横浜市立大学, 医学研究科, 教授 (50254222)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 貴紘 国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, 客員主管研究員 (00553661) ; 木村 啓志 東海大学, マイクロ・ナノ研究開発センター, 教授 (40533625)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2023-03-31
• Keywords: 精子形成 / 器官培養 / 組織再構築

Outline of Final Research Achievements

The successful in vitro spermatogenesis in mice was achieved by supplementing the culture medium with AlbuMAX, a bovine serum albumin preparation. In this study, we elucidated the important constituents of AlbuMAX, with antioxidants and lysophospholipids being particularly crucial. Their combination resulted in an improved culture medium. Additionally, we created a small chip using polydimethylsiloxane, a material commonly used in microfluidic devices. By placing this chip over fragments of testicular tissue, we managed to enhance the efficiency of spermatogenesis. These combined efforts led us to achieve the world's first in vitro spermatogenesis in rats. Moreover, in a collaborative study with our team leader, Hayashi et al., we successfully induced the differentiation of functional Sertoli cells from mouse ES cells.

Free Research Field

精子形成、男性学、泌尿器科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

精子形成は動物の精巣内で進行する細胞の増殖と分化の過程である。産生された精子の完成度は次世代の誕生と仔の発育に大きく影響する。そこに、精子形成の詳細を理解する重要性がある。精子形成は複雑であるがゆえに、これまで体外で再現することが極めて困難であったが、私たちはマウスの精子形成を体外培養系で再現することに成功し、必要な条件を明らかにしてきた。体外精子形成の効率を上げる努力を続け、今回、ラットの体外精子形成にも成功した。このような研究の先に、ヒトの体外精子形成法の開発があり、男性不妊症の病態解明と治療に貢献することが期待される。