雄性配偶子の異種細胞間相互作用による機能制御の分子機構

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11235201
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 馬場 忠 筑波大学, 応用生物化学系, 教授 (40165056)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西村 仁 筑波大学, 応用生物化学系, 講師 (80241347) ; 高橋 智 筑波大学, 基礎医学系, 教授 (50271896) ; 岡村 直道 筑波大学, 医療技術短期大学部, 教授 (30134224) ; 柏原 真一 筑波大学, 応用生物化学系, 助手 (00254318)
• Keywords: 雄性配偶子 / 細胞間相互作用 / 精子 / 精子成熟 / 受精 / セルトリ細胞 / 輸卵管 / 精子形成

Research Abstract

精巣での精子形成,精巣上体での精子成熟,精子の雌性生殖器移動,および受精での諸過程における雄性配偶子と異種細胞間相互作用を解析して,以下の新しい研究成果を得た。
1.精巣特異的ポリAポリメラーゼ(TPAP)欠損マウスの表現型をさらに詳細に調べ,ポリA鎖伸長不全を起こしているmRNA分子種を数多く同定することができた。その大部分が転写関連因子遺伝子群であったため,まずウエスタンブロット分析でそれらの生殖細胞中のタンパク質量を調べたが野生型マウスとの有意な差異は見いだせなかった。次に,細胞質と核での存在量を分析してみると,ポリA鎖伸長不全が起こっている転写関連因子だけが核にほとんど移行せず,精細胞が減数分裂後の半数体前期球状精細胞までしか分化しない原因が明らかとなった。現在,TPAP欠損によってセルトリ細胞での遺伝子発現がどのように影響を受けているかを調べている。
2.精子と卵の細胞融合で機能するADAM1のサブタイプ(ADAM1aとADAM1b)のうちで,まずADAM1aのノックアウトマウスを作製した。ADAM1a欠損オスマウスは不妊であり,精子が子宮と輸卵管のジャンクションで滞留しているためであることが明らかとならた。また,ADAM1a欠損マウス精子は卵透明帯に結合できないが,卵丘細胞が存在していれば正常に受精できることも明確となった。現在,このADAM1a欠損マウス精子を利用して,精子と子宮・輸卵管ジャンクション上皮細胞および卵丘細胞細胞外マトリックス間での相互作用を調べている。
3.精子の卵丘細胞間マトリックスの通過で機能する精子ヒアルロニダーゼPH20のノックアウトマウスを作製したが,PH20欠損オスマウスは野生型と同等の生殖能力を保持していることが明らかとなった。体外受精試験で調べてみると,PH20欠損マウス精子による卵丘細胞間マトリックス分散は顕著に遅れていたが,正常に受精できることも明確となった。

Research Products

• [Publications] Arata Honda: "A mouse serine protease TESP5 is selectively included into lipid rafts of sperm membrane presumably as a GPI-anchored protein"Journal of Biological Chemistry. (in press). (2002)
• [Publications] Shin-ichi Kashiwabara: "Role of acrosomal matrix proteases in sperm-zona pellucida interactions"Human Reproduction Update. (in press). (2002)
• [Publications] Eri Kodama: "Spermosin, a trypsin-like protease from ascidian sperm : cDNA cloning, protein structures and functional analysis"European Journal of Biochemistry. 269. 657-663 (2002)
• [Publications] Hitoshi Nishimura: "The ADAM1a and ADAM1b genes, instead of the ADAM1 (fertilin α) gene, are localized on mouse chromosome 5"Gene. (in press). (2002)
• [Publications] Eri Kodama: "cDNA cloning and functional analysis of ascidian sperm proacrosin"Journal of Biological Chemistry. 276. 24594-24600 (2001)
• [Publications] Takehide Murata: "The hiiragi gene encodes a poly(A) polymerase, which controls the formation of the wing margin in Drosophila melanogaster"Developmental Biology. 233. 137-147 (2001)