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

2002 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, 基礎医学系, 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 / 輪卵管 / 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.精子形成異常を起こす精巣特異的ポリAポリメラーゼ(TPAP)欠損マウスの精細管の解析を行い,精子形成不全と精細胞アポトーシスの関係を調べた。TPAPは減数分裂前後から発現するが,その欠損によって減数分裂期以前の精細胞で顕著にアポトーシスが起っていた。おそらく,分化が停止した精細胞のアポトーシスシグナルがセルトリ細胞を介して減数分裂期以前の細胞へ伝達されていると考えられる。
2.精子と卵子の融合で機能していると考えられているADAM1aとADAM1bの精子成熟過程での前駆体プロセシングと機能について,各種ADAMノックアウトマウス精子を用いながら解析した。ADAM1a前駆体は精細胞の粗面小胞体だけに存在しており,ADAM2やADAM3の分泌に関与している可能性が見いだされた。ADAM1b前駆体はゴルジ装置を経由して細胞膜に移行し,精巣上体での精子成熟に伴って成熟型へと変化することが明らかとなった。また,ADAM1bはADAM2と複合体を形成しており,この複合体が精子と卵子の相互作用で機能していることが推測された。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に関与すると考えられてきた精子ヒアルロニダーゼPH20ノックアウトマウスの解析によってその分子が通過に必須でないことが明らかになったため,ほかの精子ヒアルロニダーゼの探索を行い,精子アクロソーム反応で大量に放出される新規ヒアルロニダーゼを同定した。現在,その酵素タンパク質の精製と遺伝子(タンパク質)解析を行っている。

Research Products

• [Publications] Hitoshi Nishimura: "The ADAM1a and ADAM1b genes, instead of the ADAM1(fertilin α)gene, are localized on mouse choromosome 5"Gene. 291. 67-76 (2002)
• [Publications] Arata Honda: "A mouse serine protease TESP5 is selectively included into lipid rafts of sperm membrane presumably as a glycosylphosphatidylinositol-anchored protein"Journal of Biological Chemistry. 277. 16976-16984 (2002)
• [Publications] Jindawan Siruntawineti: "Occurrence of small, round vesicles in the acrosome of elongating spermatids from a mouse mutant line with a partial deletion of the Y chromosome."Journal Reproduction and Development. 48. 513-521 (2002)
• [Publications] Daichi Baba: "Mouse sperm lacking cell surface hyaluronidase PH-20 can pass through the layer of cumulus cells and fertilize the egg"Journal of Biological Chemistry. 277. 30310-30314 (2002)
• [Publications] Shin-ichi Kashiwabara: "Regulation of spermatogenesis by testis-specific, cytoplasmic poly(A) polymerase TPAP"Science. 298. 1999-2002 (2002)
• [Publications] Shin Sugiura: "Expression of a testis-specific from of TBP-related factor 2(TRF2)mRAN during mouse spermatogenesis"Journal Reproduction and Development. 49. 107-111 (2003)