哺乳動物卵受精における精子・卵結合の経膜的情報伝達機序

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02222213
• Research Institution: Tokyo Women's Medical University
• Principal Investigator: 宮崎 俊一 東京女子医科大学, 医学部, 教授 (80010081)
• Keywords: 哺乳動物卵 / 細胞内情報伝達 / 細胞内カルシウムイオン / イノシト-ル三リン酸 / カルシウムによるカルシウム遊離 / 卵成熟

Research Abstract

ハムスタ-卵受精時の精子・卵結合の経膜的情報伝達機序に関して,これまでの我々の研究は,GTP結合蛋白の活性化→イノシト-ルリン脂質の分解→イノシト-ル1,4,5三リン酸(IP_3)の産生→IP_3による細胞内カルシウムイオン(Ca)のストアからの遊離→細胞内Ca濃度の上昇,という系を結論づけた。本研究では,細胞内Ca遊離機構の解析と,この機構の卵成熟過程に於ける発達の追跡を行なった。IP_3又はCaイオンをマイクロピペットから電流パルスで細胞内に微量注入し,細胞内Ca増加をCa結合性蛍光試料fura αを用いて画像解析し,時間的及び空間的変化を記録した。(1)IP_3ーinduced Ca release(IICR):IP_3の注入電流が1秒,0.5〜0.7nAパルスであると,注入部位に局所的なCa増加(〜200nM)がおこり,パルスを0.8〜10nAにわずかに上げると,allーorーnone的に卵全体に伝播するCa遊離が誘発された(ピ-クCa濃度500〜600nM)。この反応の直後90〜120秒間は不応期があり,CaストアのCa再とりこみに要する時間と考えられた。(2)Caーinduced Ca release(CICR):Caイオン注入に際して,2秒,1nAのパルスでallーorーnone的に卵全体に伝播するCa遊離がおこり,その直後に2分程の不応期を認めた。Ca自身によるCa遊離機構(CICR)は筋小胞体でよく知られ,caffeineによって促進され,ryanodineで抑制されるが,ハムスタ-卵ではこれらは無効であった。別のタイプのCICRが存在すること示唆された。(3)卵成熟過程でのCa遊離機構の発達:PMSゴナドトロピン注射後48時間で卵巣卵胞から得た未成熟卵では,IP_3注入により局所的なCa遊離しかおこらず,ピ-クCa濃度は1nAパルス注入で200nM以下,5nAパルス注入でも300nMであった。PMSG注射後48時間でhCGを注射すると約14時間で成熟卵の排卵がおこるが,IICR機構はこの間徐々に発達し,hCG注射後約10時間の時点で,成熟卵にみられるallーorーnone的な伝播性のCa遊離が発達し,受精能獲得の一要因であることが明らかにされた。

Research Products

• [Publications] Miyazaki,S.,Katayama,Y.and Swann,K.: "Synergistic activation by serotonin and GTP analogue and inhibition by phorbol ester of cyclic Ca^<2+> rises in hamster eggs." Journal of Physiology(London). 426. 209-227 (1990)
• [Publications] Miyazaki,S.: "Cell signalling at fertilization of hamster eggs." Journal of Reproduction and Fertility Suppl.42. 163-175 (1990)
• [Publications] Fujiwara,T.and Miyazaki,S.: "Changes in IP_3ーinduced calcium release response during maturation of hamster eggs." Japanese Journal of Physiology.40. S138 (1990)
• [Publications] Miyazaki,S.and Fujiwara,T.: "Intracellular calcium release induced by inositol trisphosphate and calcium in hamster eggs." Japanese Journal of Physiology.40. S19 (1990)
• [Publications] Miyazaki,S.: "Membrance potential,calcium transients and cell signalling at fertilization of hamster eggs." In“<Fertiliztion>___ー <in>___ー <Mammals>___ー".ed.by Bavister,B.D.,Communis,J.and Roldan,E.R.S.,Serono Synaposia USA,Norwell,MA,. 449 (1990)
• [Publications] Miyazaki,S.,Swann,K.and Fujiwara,T.: "Signal transduction causing repetitive calcium transients at fertilization of hamster eggs." In <Advances>___ー <in>___ー <Second>___ー <Messenger>___ー <and>___ー <Phosphoprotein>___ー <Research>___ー,vol.24,<The>___ー <Biology>___ー <and>___ー <Medicine>___ー <of>___ー <Signal>___ー <Transduction>___ー.ed.by Nishizuka,Y.,Endo,M.and Tanaka,C.Raven Press,New York,. 719 (1990)
• [Publications] 藤原 敏博,堤 治,綾部 琢哉,矢野 哲,三橋 直樹,水野 正彦,宮崎 俊一: "ハムスタ-卵成熟過程の電気生理学的解析" 哺乳動物卵子研究会誌. 29-30 (1990)
• [Publications] 藤原 敏博,堤 治,綾部 琢哉,矢野 哲,三橋 直樹,水野 正彦,宮崎 俊一: "イノシト-ル3リン酸の細胞内注入によるCa^<2+>依存性過分極反応を指標とした卵成熟過程の解析" 日本内分泌学会誌. 66. 312 (1990)
• [Publications] Miyzaki,S.: "Repetitive calcium transients in hamster oocytes." Cell Calcium. (1991)
• [Publications] Miyzaki,S.: "Intracellular calcium release mechanism in hamster eggs." Biomedical Research. (1991)