卵子の減数分裂特異的な細胞内温度変化の機能的意義の解明

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K06369
• Research Institution: Japan Women's University
• Principal Investigator: 星野 由美 日本女子大学, 理学部, 講師 (10451551)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 卵子 / 細胞内温度 / 卵子の健常性診断 / 発生能予測 / 細胞診断

Outline of Annual Research Achievements

これまでに細胞内温度が卵成熟に関与していることを明らかにしたが、その作用機序については明らかでない。細胞内の温度は、様々な要因に影響を受けていると考えられるが、本研究では、細胞分裂に重要な役割を果たすPin1（Peptidyl-prolyl cis-trans isomerase NIMA-interacting 1）に着目して、細胞内温度との関連を検証した。Pin1は、プロリン異性化酵素であり、リン酸化したセリン/スレオニンの隣に位置するプロリンに特異的に作用し、タンパク質の適切なフォールディングを促すことで、複数の細胞プロセスにおいて分子スイッチとして機能している。卵成熟においても、Pin1が卵核胞崩壊や極体放出などに重要な役割を果たしていることを明らかにした。すなわち、Pin1は卵成熟過程において一定の発現量を保っているが、卵成熟の進行にともなって局在を変化させ、加齢（過熟）によりその局在性を失う。Pin1欠損マウスを用いた実験から、Pin1の機能不全は、卵子形成や成熟・発生を大きく阻害することを明らかにした。また、卵成熟特異的にPin1を阻害すると、その細胞内温度はコントロールに比べて低い傾向にあった。これまでの研究から、熱産生のメカニズムは、ミトコンドリア活性や脂質代謝に起因すると考えられるが、細胞分裂を制御しているタンパク質の機能も直接的もしくは間接的に関与しているものと考察できる。本研究で用いた温度計測法は、蛍光プローブを用いたものであり、計測後の発生を長期間観察することができなかった。そのため、プローブを使用しない温度計測法として、ラマン分光法による解析を開始した。この方法では、測定に時間を要するものの、非侵襲で解析できるメリットがあり、現在までに、プローブを用いた実験の再現性が得られており、細胞内温度の機能的役割について、データの取りまとめを行っている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究課題については概ね順調に遂行できたが、温度計測後の卵子の発生率が低く、正確な温度の機能解析が困難であったことから、研究期間終盤になって非接触・非破壊での測定を可能とするラマン分光法を取り入れることになり、データの取りまとめに時間を要した。

Strategy for Future Research Activity

得られた研究成果について、原著論文として国際誌へ投稿するために執筆を行っている。必要に応じて追加実験を実施し、可能な限り早期に受理されることを目指す。

Causes of Carryover

原著論文執筆でデータの取りまとめに時間を要し、年度内の採択が間に合わなかったため、論文投稿料・掲載料について繰り越しすることとなった。原著論文については、間もなく投稿できる見込みであり、採択を目指して取り組んでいる。