EGFRシグナル伝達系の活性化増強機構の解明によるウシ卵子の発生能向上

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K18768
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 杉村 智史 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (00728454)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 発生能 / 卵成熟 / cAMP / EGF受容体

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では卵丘細胞における上皮成長因子(EGFR)シグナル伝達系の活性化増強メカニズムを明らかにすることでウシ卵子の品質向上を目指す．初年度ではEGFRシグナル伝達系の活性化増強におけるcAMP-PKA系の関与について解析した．
cAMPモジュレーターであるforskolin, dbcAMPあるいはIBMXで卵丘細胞-卵子複合体(COCs)を2時間処理(pre-IVM)した．その後，無添加，FSH，あるいはAREG添加成熟培地で22時間の体外成熟培養をを行った．体外受精/体外発生培養7日目の胚盤胞形成率を算出した．結果，dbcAMP+IBMXで2時間pre-IVMを施した後，FSH添加成熟培地で成熟培養することで，最も高い胚盤胞形成率が得られた．pre-IVM区においてFSHやAREGといったリガンドを含まない場合，胚盤胞形成率が低かったことから，dbcAMP+IBMXのpre-IVMを実施することでFSHあるいはAREG依存的な卵成熟が誘導されることが示唆された．また，卵丘細胞のmRNA発現解析の結果，dbcAMP+IBMXでpre-IVMを実施することで，EGFRのmRNA発現が増加すること，さらにFSH刺激後のEGF様ペプチド関連遺伝子AREGおよびEREG，細胞外マトリックス(卵丘膨化）関連遺伝子HAS2, TNFAIP6およびPTGS2の発現がpre-IVM未処理区に比べ有意に増加した．
以上，cAMPモジュレーターを用いたpre-IVMによるcAMP-PKA系のパルス刺激は卵丘細胞のEGFRシグナリンの活性化増強に関与し，卵子の発生能を向上することが明らかになった．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

初年度はEGFRシグナル伝達系の活性化増強におけるcAMP-PKA系の関与を明らかにすることを目的としていたが，研究実績の概要に記載した通りcAMP-PKA系の関与が明らかとなり当初の目的は十分達成できたと考えられる．

Strategy for Future Research Activity

本年度ではEGFRシグナル伝達系の活性化増強における卵子分泌因子（OSFs)の関与について解析する．すでに，前倒しで初年度の途中から本年度の研究を開始している．研究の遂行に必須な合成OSFsの作製も完了し，研究を進めている．したがって，本年度は当初の計画以上に研究が進展することが予想される．

Research Products

• [Int'l Joint Research] University of New South Wales/Adelaide University(オーストラリア)
  • Country Name: AUSTRALIA
  • Counterpart Institution: University of New South Wales/Adelaide University
• [Int'l Joint Research] Vrije Universiteit Brussel(ベルギー)
  • Country Name: BELGIUM
  • Counterpart Institution: Vrije Universiteit Brussel
• [Journal Article] Extending prematuration with cAMP modulators enhances the cumulus contribution to oocyte antioxidant defence and oocyte quality via gap junctions. (2016)
  • Author(s): Li HJ, Sutton-McDowall ML, Wang X, Sugimura S, Thompson JG, Gilchrist RB.
  • Journal Title: Human Reproduction Volume: 31(4) Pages: 810-821
  • DOI: 10.1093/humrep/dew020
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Cumulin, an Oocyte-secreted Heterodimer of the Transforming Growth Factor-β Family, Is a Potent Activator of Granulosa Cells and Improves Oocyte Quality. (2015)
  • Author(s): Mottershead DG, Sugimura S, Al-Musawi SL, Li JJ, Richani D, White MA, Martin GA, Trotta AP, Ritter LJ, Shi J, Mueller TD, Harrison CA, Gilchrist RB.
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry Volume: 290 Pages: 24007-24020
  • DOI: 10.1074/jbc.M115.671487
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Promotion of EGF receptor signaling improves the quality of low developmental competence oocytes. (2015)
  • Author(s): Sugimura S, Ritter LJ, Rose RD, Thompson JG, Smitz J, Mottershead DG, Gilchrist RB.
  • Journal Title: Developmental Biology Volume: 403 Pages: 139-149
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2015.05.008
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Oocyte induction of EGF responsiveness in somatic cells is associated with the acquisition of porcine oocyte developmental competence. (2015)
  • Author(s): Ritter LJ, Sugimura S, Gilchrist RB.
  • Journal Title: Endocrinology Volume: 156 Pages: 2299-2312
  • DOI: 10.1210/en.2014-1884
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] EGF受容体シグナリングの促進は低発生能卵子の品質を改善する (2015)
  • Author(s): 杉村智史，J Lesley Ritter, D Ryan Rose, G Jeremy Thompson, Johan Smith, G David Mottershead, B Robert Gilchrist
  • Organizer: 第56回日本卵子学会
  • Place of Presentation: 栃木県総合文化センター
  • Year and Date: 2015-05-30 – 2015-05-31