2018 Fiscal Year Research-status Report
哺乳類雌の生殖寿命向上に向けたオートファジー誘導による原始卵胞数上方制御法の確立
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17K19316
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
木村 直子 山形大学, 農学部, 教授 (70361277)
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2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | 原始卵胞 / オートファジー / 新生仔 / 生殖能 / 生殖寿命 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、新生仔期の雌マウスへのオートファジー（ATG）誘導剤の投与による原始卵胞数の上方制御と生殖寿命延伸の可能性について検証する。
平成29年度は、出生後60時間までの新生仔マウスへ、オートファジー（ATG）誘導剤Tatbeclin D11を連続投与することで、新生仔期の原始卵胞数が対照区より1.2～1.5倍有意に高くなること、これらの卵巣ではATGマーカーの発現の増加、アポトーシスマーカ―の発現の減少がみられることを明らかにしている。
平成30年度は、これらのマウスの性成熟後の生殖能と生殖寿命の評価を行うとともに、新生仔期の原始卵胞数が、どのようなメカニズムで増加するのかについて、主に卵巣の形態学的解析を進めた。
ATG誘導剤投与区の性成熟後の出産率は、対照区に比べ、2および6ヶ月齢では差がなかったが、10ヶ月齢以降で高い傾向がみられた。投与区の平均産仔数は、2、6および10ヵ月齢のいずれも有意に高く、12ヵ月齢でも高い傾向がみられた。4産目までの累計産仔数は、投与区27.5匹に対し、対照区は20.7匹であり、約33％増加していた。老齢個体（13～15ヶ月齢）の卵巣では、総卵胞数、原始卵胞数、2次卵胞数、グラーフ卵胞数が、対照区より有意に高く、卵胞プールの拡大が、生殖能の高さに寄与しているものと考えられた。また投与区では老齢個体由来卵の紡錘体形態が、正常の割合が高かったことから、原始卵胞プールの拡大により、高品質な卵の絶対数が増加しているものと考えられた。新生仔期マウス卵巣の形態学的解析では、シスト内卵母細胞集約の過程で、卵のアポトーシスが抑制されていることが示唆された。
以上から、新生仔期のATG誘導により拡大した卵胞プールは、性成熟後も維持され、雌個体生涯の生殖能を向上させ、卵巣寿命を延伸することが示された。そのメカニズムの解明については引き続き解析を進めている。
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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
以下2点が理由である。項目１は、平成31年度実施予定のものを平成30年度に前倒して実施した。項目２は、これまでの研究経過から新たに追加した実験である。
１．卵巣組織あるいは原始卵胞の培養系の立ち上げ：未分化細胞から卵母細胞への分化誘導系と、卵原細胞から成熟卵までの完全連続培養系は報告されているものの、卵の発生効率は未だ高いとは言えず、フィールド応用にはさらなる改良が必要と認識される。より盤石で効果的な卵母細胞培養系を構築する上で、生体投与で効果がみられた有効因子を、培養系に応用するアプローチは有益と考えられる。そこで平成30年度は、マウス出生直後から4日間程度の卵巣培養系の立ち上げと、培養した卵巣の評価法について検討を行い、概ね実験系は確立できた。平成31年度は、この培養系で、生体投与で効果がみられたATG誘導剤の効果について検討を行う。
２．新生仔期雌マウスを用いた原始卵胞の形成促進薬剤のスクリーニング：原始卵胞形成の促進に役割をなす新たな因子の同定を目的に、出生前後の新生仔マウス卵巣におけるコルチゾールおよび性ステロイドホルモンの生合成系因子、アポトーシスカスケードの因子の動態について、解析を進めている。平成31年度は、主要な因子を明らかにして、生体投与試験を行う。
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| Strategy for Future Research Activity |
マウス新生仔期のオートファジー（ATG）の促進が、なぜ原始卵胞プールを拡大するのか、についての詳細な分子機構は未だ不明であり、解析途中にある。平成30年度の卵巣の形態学的評価から、1)シスト内卵母細胞の集約の促進、2)卵母細胞の生存性の向上、3)第一波卵胞発育の抑制を示唆する結果を得ている。
平成31年度は、以下に示す項目のように、ATG誘導による原始卵胞数の上方制御マウスを用いて、卵母細胞シストの崩壊から原始卵胞形成までの分子機構の解明をさらに進める。並行し、生体で原始卵胞形成の促進に役割を果たす新たな因子のスクリーニングを行う。生体で効果が見出された候補薬剤については、胎仔あるいは新生仔マウス卵巣の器官培養系で検証し、高品質な原始卵胞を効率的に得るための条件とそれらに関与するマスター分子の機能について考察する。
１．新生仔期ATG誘導マウス卵巣の形態学的、分子学的な解析：1)シスト内優性卵母細胞の集約過程、顆粒層細胞への分化過程、各細胞の生存性の経時的な解析（卵母細胞内バルビアニ体の数とサイズの評価法の確立、γH2AXによる卵内核のDNA損傷の数値化など）、2)1)に関連するマスター分子やシグナリング経路の解析
２．新生仔期雌マウスを用いた原始卵胞形成促進因子のスクリーニング：予備試験の結果より、新生仔期卵巣内卵母細胞では、コルチゾールをコルチゾンに変換する酵素11b-HSD2が高くなることを見出している。11β-HSD1および2は性ステロイドホルモンの合成系にも関与していることから、これらの発現制御による原始卵胞の形成促進への関与について、引き続き解析を進める。加えて、TNFαアンタゴニストの投与についても検討する。
３．マウス出生直前後の卵巣の一次卵母細胞シスト崩壊から原始卵胞形成までの器官培養系に効果的な薬剤の検討：当面、ATG誘導剤添加の効果について検討を進める。
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| Causes of Carryover |
予定していた設備備品について、デモ機で使い勝手を確認したが、精度がよくなかったことから別機種を検討中である。
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