2017 Fiscal Year Annual Research Report

Functional role and molecular mechanisms of adhesion signal in survival and self-renewal of spermatogonial stem cells

Research Project

Project/Area Number	16H05046
Research Institution	Shinshu University
Principal Investigator	高島誠司信州大学, 学術研究院繊維学系, 助教 (40396891)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords	精子幹細胞 / 接着 / 自己複製因子 / インテグリン
Outline of Annual Research Achievements	①非生理的条件で生存したGS細胞の機能解析：前年度までに、インテグリンα５強制発現GS細胞がフィブロネクチン・ラミニン双方に同程度の接着能力を示すことを確認していた。そこでこの細胞を、フィブロネクチンまたはラミニンで培養した場合の増殖速度を比較したところ、双方ともに対数増殖を示し、有意差は見られなかった。これらのことから、細胞外マトリクスへの接着様式について、インテグリンα６β１ーラミニン相互作用は、インテグリンα５β１ーフィブロネクチンで代用できることが示された。また一方、ポリLリジンによる強制接着では生存を保証できないこと、インテグリンβ１ノックアウトGS細胞はフィーダー細胞上で生存できることも判明していることから、インテグリンを介した細胞外環境との相互作用は必要だが、インテグリンβ１、α５、α６に限らず、より幅広い接着様式でこのシグナルを賄えることが示唆された。次に、細胞増殖と遺伝子発現が細胞外マトリクスにより変化するかを検証した。インテグリンα５強制発現GS細胞をラミニンまたはフィブロネクチン上で培養し、リアルタイムPCR及びFACSにより精子幹細胞マーカーの発現を比較したが、調べた１５種類のマーカーではいずれも有意な差は見られなかった。そして、フィブロネクチン上で培養したインテグリンα５強制発現GS細胞を不妊マウス精巣に移植したところ、生着、精子形成を再開することを確認した。つまり、非生理的な接着シグナルでも、精子幹細胞活性が維持されることを確認した。 ②細胞外マトリクスの物理的条件が幹細胞に与える影響の解析：硬さを自在に変えられる人工細胞外マトリクスを作製し、硬さを操作することでGS細胞にどのような影響が及ぼされるかを検証する予定であったが、①の研究過程で見出した新しい現象の解析を優先したため、この項目の検証は来年に持ち越した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 予定していた検証のうち一つはほぼ完遂したが、もう一つについては検証を来年に持ち越した。そのぶん、今年度研究で発見した現象の解析を進め、論文作成段階にこぎつけることができた。よって、概ね順調であると判断した。
Strategy for Future Research Activity	最終年度は、今年度予定していた『細胞外マトリクスの物理的条件が幹細胞に与える影響の解析』を進める。加えて、H29年度に発見した『増殖因子GDNFとFGF2の機能の違いと細胞接着の相関』についての検証を深め、雑誌掲載を目指す。