Development of a new treatment for the deterioration of egg quality by aging based on mitochondrial quality control

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K11080
• Research Institution: Fukushima Medical University
• Principal Investigator: 高橋 俊文 福島県立医科大学, 公私立大学の部局等, 教授 (20302292)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 菅沼 亮太 福島県立医科大学, 医学部, 講師 (30528211) ; 堤 誠司 山形大学, 医学部, 准教授 (50323168) [Withdrawn] ; 五十嵐 秀樹 山形大学, 医学部, 講師 (80333970) [Withdrawn]
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 卵の加齢 / ミトコンドリア / マイトファジー / LC3 / Parkin / 加齢マウス

Outline of Annual Research Achievements

女性の加齢による妊孕力低下の原因として、卵の加齢による卵の質の低下が重要である。本研究では、ミトコンドリアの品質管理に着目し卵の質の低下のメカニズムを検討した。本研究では、卵の加齢とオートファジーによる選択的ミトコンドリア分解機構（マイトファジー）の変化を解析し、“卵の質の低下”に対する新しい予防・治療法の開発を目指す。研究初年度は、排卵後加齢卵（排卵後に時間が経過した卵）を用いた実験系にて、①ミトコンドリア転写因A（mitochondrial transcription factor A, TFAM）の発現量の変化とミトコンドリア局在の変化、②オートファジー検出のマーカー分子であるLC3発現、③マイトファジーのマーカーであるParkinの発現を検討した。その結果、排卵後加齢卵では、新鮮卵と比べオートファジーが亢進している可能性が示唆された。またマイトファジーに関しても、排卵後加齢卵で亢進している可能性が示唆された。研究2年目は、母体加齢においても同様の現象が起きているかどうか検討を行った。加齢マウス（生後1年）を成熟雄マウスと交配させ、前核期胚を採取、胚盤胞形成について検討した。また、アポトーシス陽性細胞の割合を検討した。加齢マウス由来のin vivo胚は、若年マウスと比べ有意に胚盤胞形成率が低下し、アポトーシス細胞の増加が認められた。加齢マウス由来の卵について、TFAM、LC3、Parkinの発現を免疫蛍光染色にて検討した。排卵後加齢卵、母体加齢卵はいずれも卵の質が低下する事が明らかになったが、そのメカニズムにオートファジーおよびマイトファジーが関与している可能性がある。しかしながら、両者の卵の質の低下のメカニズムに関しては、すべてが同様と言うわけではないことが明らかとなった。今後さらに詳細な卵の質の低下の分子機構を解明する必要がある。