2014 Fiscal Year Annual Research Report
in vitroにおいて継続的に精子を産生する新規培養系の開発
| Project Area | Mechanisms regulating gamete formation in animals |
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| Project/Area Number |
25114007
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
小川 毅彦 横浜市立大学, 生命医科学研究科, 教授 (50254222)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木村 啓志 東海大学, 工学部, 准教授 (40533625)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | 精子形成 / 器官培養 / マイクロ流体システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
私たちは、配偶子産生の制御機構の詳細を解明するためにはin vitroでの実験系が必須であるとの認識から、主としてマウスを用いて研究を行っている。その成果として2010年にマウス精巣組織片を用いた器官培養法により精子形成の再現に成功した（Nature 2011）。しかし、現在の培養法には二つの大きな課題がある。一つは、培養下で組織を維持できる期間が2か月足らずであり、精子形成の効率も非常に低いことである。２つ目は、マウス以外の動物では精子産生が依然不可能なことである。最初の課題に関して、私たちは２つのアプローチを行っている。一つは培養液の改良である。そのためには現在用いているKSRとAlbuMAXという血清代替物の組成が不明であることが大きなハードルになっている。よって、化学組成の明らかな培養液によるin vitro精子形成の完成を試みている。現在までにKSRやAlbuMAXを使わずに、化学組成が明らかな物質・試薬を用いることでもマウス精子形成を誘導することが可能になってきた。より良い培養液の開発を現在目指している。もう一つのアプローチは、マイクロ流体システムの導入である。生体内の微小環境を模倣して、微小回路に培養液を流し、多孔膜を介して拡散による物質供給する系での組織培養を行っている。このデバイス内ではマウス精子形成の進行を長期間（6か月）維持することに成功しており、論文作成中である。２つ目の課題に対しては、ラットおよびマーモセットの精巣を使った実験を行っている。ラットの精子形成の進行をモニターするために、Gsg2-GFPトランスジェニックラットの作製が完成し、その仔ラット精巣を用いた培養実験を行っている。精子形成の誘導には成功しているが、その維持が困難であり、様々な条件を検討中である。またマーモセット精巣ではこれまでの培養液・培養法では精子形成の誘導効果が乏しいことから、マイクロ流体システムの応用と培養液の改良を試みている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
マイクロ流体システムの導入により、器官培養法を画期的に改良することができた。その成果として精巣組織片の安定的な長期培養に成功している。これらの成果を今後、マウス以外の動物の精子形成に応用してゆきたい。
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| Strategy for Future Research Activity |
マイクロ流体デバイス内で精子形成を6か月にわたり維持することに成功した。このシステムをより生体内（精巣内）環境に近づけるための工夫を重ね、in vitroでありながらin vivoに匹敵する培養環境の作成を目指す。また培養液に関しては、化学組成が明らかな培養液の作成に成功しつつある。しかし、この培養液で精子形成誘導できるは、生後４日目以降の仔マウスであり、生後直後の新生仔マウスの精巣では精子誘導ができていない。この課題に引き続き取り組むとともに、マウス以外の動物に応用できる培養液の開発を行ってゆく予定である。
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[Journal Article] Offspring production with sperm grown in vitro from cryopreserved testis tissuesOffspring production with sperm grown in vitro from cryopreserved testis tissues2014
Author(s)
Yokonishi T, Sato T, Komeya M, Katagiri K, Kubota Y, Nakabayashi K, Hata K, Inoue K, Ogonuki N, Ogura A, Ogawa T
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 5
Pages: 4320
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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