2016 Fiscal Year Annual Research Report
家畜をモデルとした卵子脂質量を制御する分子背景とメタボリックメモリーに関する研究
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16J07329
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture |
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Principal Investigator |
伊丹 暢彦 東京農業大学, 農学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2016-04-22 – 2019-03-31
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| Keywords | 卵子 / 脂質 / 顆粒層細胞 / 解糖系 / acH4K12 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
一年目では卵子内脂質量を制御するメカニズムの解明と、脂質蓄積を人為的に変化させた卵子の能力を検討した。ブタ卵巣を用いた実験により、発育が完了した胞状卵胞内の壁在性顆粒層細胞や卵丘細胞の数は卵子内脂質量と正の相関があることを明らかにした。さらに長期間の体外発育培養系を用いた実験においても、共培養している顆粒層細胞が増殖しているほど卵子内脂質量が多いこと、さらに培養時のグルコース消費と卵子内脂質量にも正の相関があることを明らかにした。これらの結果より、卵子周辺環境、特に顆粒層細胞数や顆粒層細胞におけるグルコース消費の成否が卵子内脂質量、すなわちエネルギー状態を左右することが示された。さらに顆粒層細胞数やグルコース消費量は卵子のヒストン修飾(Ac-H4K12)にも関与しているという結果が得られた。上記の実験結果を参考に、顆粒層細胞の増殖を人為的に刺激し、それに伴い卵子内脂質量が増加して卵子の体外発育能力が向上するのかどうかを検討した。顆粒層細胞の増殖を制御するシグナル伝達と解糖系の双方を促進するインスリンとグルコースを両者高濃度で添加したところ、予想通り顆粒層細胞数が著しく増加し、それに伴い卵子内脂質量の増加、さらには卵子の胚発生率を向上させることができた。またアセチル化状態にも変化が見られ、細胞の数やエネルギー状態が卵子のエピゲネティクスにも影響するのではないかと推測できた。また、卵子内エネルギー状態とエピジェネティクスな変化を詳細に解析するため、ChIP-seqを行う。ブタ卵核胞期卵子を相当量（20000個）集め、これまでの実験で卵子のエネルギー状態によって最も発現に変化が観察されたH4K12のアセチル化の抗体を使い免疫沈降し、DNAを精製した。ChIP-seqは新年度に解析を行う予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
初年度では卵子の脂質量を左右する因子と、卵子のエネルギー状態により影響を受けるヒストン修飾の変化を明らかにした。これらの知見は2報の論文に纏めてすでに出版されている。また研究実施計画に記していた通り、ChIP-seqの準備を完了することができた。当初は卵子脂質量を制御する因子の一つとして、ブタ卵胞液中のエキソソームに内包されるmiRNAを候補として初年度に検討する予定であったが、最初にウシ卵胞のエキソソームRNAの解析を先行した。そして、細胞と卵胞液両方に発現が上昇しているmiRNAを同定し、ブタの卵胞細胞も同様に培地及び卵胞液中にmiRNAを分泌している確証を得ることが出来た。また卵子と細胞の脂質代謝について比較し新規な知見を得ることが出来たので投稿中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
二年目では一年目に準備したChIP-seqの解析と、脂質豊満環境が卵子に及ぼす負の影響をエピジェネティクスな変化を交えて解析する。卵子周辺環境である卵胞液では、母体の肥満などのエネルギーバランスの乱れにより脂肪酸が増加することが知られている。過剰量の脂肪酸が卵子に負の影響を与えるという報告は散見されているが、その詳細なメカニズムやエピジェネティクスな変化に及ぼす影響は精査されていない。肥満により卵胞液中で増加するパルミチン酸をブタ卵子体外培養系に添加し、卵子内の脂質代謝の変化や卵子の質を損なうプロセスを検証する予定である。また脂質代謝と密接な関わりがあるミトコンドリアにも着目しており、すでにミトコンドリアの質が変化する予備データを得ている。培養環境を変えることでミトコンドリア機能を向上させ、これが脂質代謝に及ぼす影響を検討する予定である。
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Research Products
(6 results)
