Analysis of the mechanism of gamete membrane fusion (fertilization) mediated by the oocyte exosome

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K16850
• Research Institution: Osaka International Cancer Institute
• Principal Investigator: 吉田 恵一 地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪国際がんセンター(研究所), その他部局等, 次世代がん医療開発センター 副センター長 (90365437)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 受精 / エクソソーム / 膜融合 / 精子 / 卵子

Outline of Annual Research Achievements

研究代表者は受精、特に膜融合に関わる制御因子として、卵子エキソソームと精子との相互作用が必要不可欠であることを示した。本研究では、このプロセスを解明するために受精過程(特に精子と卵子の相互作用)に関わる分子との関連を探り、精子-卵子エキソソーム-卵子の相互作用を解析するために以下の研究を遂行した。
１）安定的な野生型マウスの効率的な未受精卵の回収：卵子から放出されるエクソソームに含まれる構成タンパク質を解析するために、多量の未受精卵を回収す るため適切な過排卵処理を行い、安定した卵子を採取するために諸条件を検討し、安定したマウス卵子の回収方法を確立した。
２）卵子由来エクソソームの回収：前施設で確立した未受精卵を酸性タイロード液処理法または酵素処理によって透明帯を除去し、卵子エクソソームが含まれる 溶液（培養液）を回収した。また、回収した培養液をウエスタンブロット法に供しエクソソームのマーカータンパク質（CD9分子等）や受精に関わる分子を検出 し、回収した培養液に卵子エクソソームが存在することを確認した。
３）関連領域に関する研究1：本研究に関連する研究として、精子の尾部タンパク質の一種であるODF２遺伝子の解析を行った。ODF2遺伝子KOマウスを作製し、 ODF2遺伝子がハプロ不全（Haploinsufficiency）を呈することを明らかにした。具体的な表現型としてODF2遺伝子のヘテロ個体からは精子頭部と尾部が分離した 精子が観察されたことから、ODF2タンパク質は精子頭部尾部の接合に重要な役割を担うことを明らかにした。
4)関連領域に関する研究2: 精子と卵子の認識システムの解明のため、自己・非自己の認識に関連する分子である、MHCクラス１抗原の役割を遺伝子改変マウスを用いて調べ、MHC1分子が卵子の多精子ブロック機構等に関連する可能性が示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Suppression of Non-Random Fertilization by MHC Class I Antigens (2020)
  • Author(s): Kamiya Junki、Kang Woojin、Yoshida Keiichi、Takagi Ryota、Kanai Seiya、Hanai Maito、Nakamura Akihiro、Yamada Mitsutoshi、Miyamoto Yoshitaka、Miyado Mami、Kuroki Yoko、Hayashi Yoshiki、Umezawa Akihiro、Kawano Natsuko、Miyado Kenji
  • Journal Title: International Journal of Molecular Sciences Volume: 21 Pages: 8731～8731
  • DOI: 10.3390/ijms21228731
  • Peer Reviewed / Open Access