2017 Fiscal Year Research-status Report
グリシンレセプター作動薬による胚発生率向上作用機序の解明と卵子老化予防への応用
| Project/Area Number |
17K11222
|
|---|
| Research Institution | University of Toyama |
|---|
Principal Investigator |
西園 啓文 富山大学, 研究推進機構 研究推進総合支援センター, 助教 (10502289)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 卵子老化 / グリシンレセプター |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
晩婚化と少子化が同時に進む日本において、加齢による卵子/受精卵の受胎能力の低下の原因解明と予防法の開発は重要なテーマの一つである。しかし、これまで様々な関連因子が明らかにされてきたが、いまだに別の新しい因子が見つかっているような状況であり、完全な解明には至っていない。
実施者は、平成28年度までに実施していた若手研究（B）『哺乳類の初期胚発生におけるアミノ酸受容体の機能解明と卵子老化予防への応用』（課題番号15K20134）にて、受精卵膜上でCl-イオンチャネルとして働くグリシンレセプターが新たな因子の一つであること、マウス・ウシ受精卵へのグリシンレセプター作動薬の添加による胚発生率向上効果、グリシンレセプターノックアウトマウスの作製を行ってきた。
そこで本研究では、これらの研究を継続し、グリシンレセプター作動薬による低品質受精卵の胚発生率改善効果についてより詳しいメカニズムを解析し、応用研究に繋げることを目的として、①グリシンレセプター欠損モデル受精卵の作製・解析、②内因性のグリシンレセプターを欠損し、代わりにハロロドプシンを発現した「レーザー光で塩化物イオンチャネルをON/OFFできる」モデル受精卵を作製し、人為的に塩化物イオンチャネルを開口させることで、停止していた発生が再開するかどうかを解析し、グリシンレセプターと塩化物イオンの胚発生時における役割を明らかにし、③同様の実験をウシ受精卵でも実施し、他の哺乳類受精卵においても応用可能であるかどうかを検証する予定で研究を行っている。
2017年度はグリシンレセプターノックアウトマウスから受精卵を作製し、そのin vivoおよびin vitroでの発生能について検討を行い、現在、学術雑誌への投稿準備中である。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
2017年度の研究を遂行するなかで、グリシンレセプター欠損マウスの受精卵を使った解析を進めており、投稿論文を準備中である。また、グリシンレセプターa4の発現領域を調べるうちに、全く予想していなかった大脳のある特定領域で発現していることを明らかにした。この領域は摂食行動や表情筋を動かすために必要な領域であり、この領域でグリシンレセプターa4が発現しているという報告は未だになく、新発見である可能性が高い。この結果について当初計画にはないものの引き続き検討する。
さらに、本計画について『文部科学省新学術領域研究先端モデル動物支援プラットフォーム 総括支援活動（研究支援代表者：今井浩三）』分子プロファイリング支援活動に支援の申込を行い、採択され、グリシンレセプターに関与する様々な阻害剤の提供を受けた。その結果、少なくとも6つのこれまでに報告されていない新規阻害経路を新たに発見することができた。
これらのことから、2017年度は当初計画以上の結果が得られたため、「当初の計画以上に進展している」とした。
|
| Strategy for Future Research Activity |
2018年度以降は下記の実験を推進していく計画である。
サブテーマ（2) 内因性のグリシンレセプターを欠損し、代わりにレーザー光依存的に塩化物イオンチャネルを開口することができるハロロドプシンを発現したモデル受精卵を作製し、人為的な塩化物イオンの流入で胚発生を制御できるかどうかを確かめる：グリシンレセプター作動薬の卵子老化対策への応用検討を行うには、塩化物イオンチャネルとしてのグリシンレセプターを制御することで、発生現象をコントロールすることができるかどうかを検証する必要がある。そこで、黄色光依存的に塩化物イオンチャネルを開口し、細胞内に塩化物イオンを流入させることができるハロロドプシン（NpHR,）を発現している受精卵に、GlyR欠損を導入し、「内因性のGlyRを持たずに、人為的に塩化物イオンチャネルをON/OFFすることができる受精卵」を作製する（Halo Tg / GlyR KO受精卵）。このHalo Tg / GlyR KOモデル受精卵を使い、任意のタイミングで、レーザー光の刺激で塩化物イオンを人為的に細胞内に導入（あるいは導入停止）し、初期胚発生がどのように変化するかを調べることで、グリシンレセプター作動薬による初期発生制御の可能性を詳細に検討する。
サブテーマ(3)ウシ受精卵を用いて、グリシンレセプター作動薬のウシでの効果を検証する：グリシンレセプター作動薬による塩化物イオンの流入を介した胚発生の亢進が、マウス以外の哺乳類胚でも応用することができるかどうかを確かめるために、ウシ受精卵を使って検討する。
|
| Causes of Carryover |
2017年度は当初計画で想定していた以上の成果を得ることができたが、消耗品等の一括購入によるディスカウントなどにより予想よりも物品費を抑えることができた。
この予算については、2018年度以降に大規模なグリシンレセプターノックアウトマウスの繁殖および実験を計画しているため、これに使用する予定である。
|
