2019 Fiscal Year Annual Research Report
精子small RNAに着目した継世代毒性評価バイオマーカーの作出
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19J21851
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
酒井 和哉 東北大学, 農学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Keywords | 精巣毒性 / small RNA / 精子 / Doxorubicin / エピジェネティクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成31年度においては、当初の計画である「精巣毒性に伴い発現量の変動する精子small RNAの特定」を目標に研究を行った。まず、モデル化合物として、既知の精巣毒性誘発物質であるDoxorubicin(DXR)を用い、8週齢C57Bl/6Nマウスに対して低用量(0.02 mg/kg)または高用量(0.2 mg/kg)を週2回・5週間腹腔内投与することで軽度および重度の精巣毒性症状を呈するモデルマウスを作出した（対照群には生理食塩水を投与）。これらのマウスの精巣上体尾部精子よりtotal RNAを抽出し、次世代シーケンサによるsmall RNA-seq解析を行ったところ、miRNA・piRNAといった機能性小分子RNAを含む種々のsmall RNAが検出された。これらRNA種の発現パターンは既報に示される精子RNAと同様であったことから、得られたtotal RNAがその他の体細胞由来ではなく精子に由来することが確認された。続いて、得られたシーケンスデータから精巣毒性の進行に伴い発現量が変動したsmall RNA群として、DXRの投与濃度依存的に変化したsmall RNAおよび２度のRNA-seq解析において再現性よく発現変動を示したsmall RNAをピックアップした。このうち機能アノテーションのあるmiRNAについてIngenuity Pathways Analysisによる関連疾患・生物学的機能の検索を行ったところ、炎症や臓器損傷などの精巣毒性症状に関連するパスウェイが上位に検出されたことから、本実験でみられたsmall RNAの発現変動が精巣毒性に起因していることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
Small RNA-seq解析により、当初の目標である精巣毒性に伴い発現量が変動する精子small RNA群の特定に成功した。本結果がリアルタイムRT-PCR法などの簡便な検出法で再現するかについては未確認であるが、現在予備実験としてリアルタイムRT-PCR法における内部標準の検討を行っており、良好な結果を得ていることから2020年度中の検討が可能である。以上より、本研究はおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
Small RNA-seq解析で変動のあった精子small RNAのうち特に顕著な変動を示した15種を「精巣毒性バイオマーカー候補RNA」とし、これらについてリアルタイムRT-PCRによるvalidationを行う。これについてはDXR投与マウス精子だけでなく他の精巣毒性モデル精子（シスプラチン投与マウス精子を予定）についても併せて検証し、精巣毒性バイオマーカーとしての普遍的有効性を検討する。加えて、化学物質により変動した精子エピゲノムが次世代発生過程に及ぼす影響(継世代影響)を明らかにするため、モデル化合物を投与したマウス精子を用いて体外受精・体外発生培養を行い、発生への影響を検討するとともに、得られた胚のエピゲノム及び遺伝子発現への影響を精査する。
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Research Products
(2 results)
