2019 Fiscal Year Research-status Report
ヒト型精液モデルマウスから解明する新規・自然免疫システム
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19K06474
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| Research Institution | Meiji University |
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Principal Investigator |
河野 菜摘子 明治大学, 農学部, 専任准教授 (00451691)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮戸 健二 国立研究開発法人国立成育医療研究センター, 細胞医療研究部, 室長 (60324844)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 精液タンパク質 / 生殖免疫 / 補体 / ヒト型精液モデルマウス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、生殖免疫における補体C3とそれを制御する精液タンパク質の関係を、『ヒト型精液を持つモデルマウス』を用いることで解明し、発生工学から生殖医療へ直結する知見の獲得ならびに新規な自然免疫機構を解明することを目的とする。子宮内で観察される活性化状態のC3が精子膜上のどの分子をターゲットとしているか同定し、それに対して精液タンパク質がどのように抗補体活性を有するのか、発生工学では類を見ない『ヒト型精液を持つモデルマウス』を用いることで、生殖研究者以外には興味を持たれていない精液成分が有する可能性（自然免疫抑制、子宮内細菌叢のヒト型への変換）を追求するモデルとする。
今年度は、課題１「ヒト型精液モデルマウスの作製」、課題２「子宮の補体機能の解析」、課題３「ヒト子宮内液のC3解析」が目的であった。課題１では、ヒト型精液モデルマウスSemg KIマウスが完成し、マウス精嚢分泌物中にヒトSEMG1/2が存在することが確認でき、その表現型の解析も開始できた。課題２では、子宮内での補体C3がどのように精子を死滅させるのか、その詳細が明らかになってきたが、まだ鍵となる分子が存在する可能性がある。C3KOマウスを用いた表現型解析は順調であり、やはりC3を欠損したメスマウスでは精子選別機能が低下していると考えられる。課題３では、不妊患者の子宮頸菅粘液に含まれるC3濃度を調べるため、病院やクリニックでの書類手続きを進めている最中である。
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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
本年度、最も研究が進んだのは課題１「ヒト型精液モデルマウスの作製」である。マウス型精液タンパク質を欠失したSvs2-6KOマウスの、Svs2-6ゲノム領域に、ヒトBACプラスミドに含まれるSemg1/2のプロモーターを含むゲノム領域を挿入することに成功した。このようなSemg KIマウスは2系統得ることができたため、それぞれの精嚢分泌物を調べた。その結果、両方の系統ともにSEMG１とSEMG２のタンパク質が発現していることが確認され、96系統のマウスにおいてわずかにSEMG1発現量が多いことが明らかとなった。現在はこれらのマウスの妊孕性がどうなっているか、解析中である。
次に研究が進んだのは課題２「子宮の補体機能の解析」である。子宮内に性周期特異的に発現してくる補体C3は、精子表面に結合すること、そしてC3ｂには変わらずに精子を殺すことが明らかとなった。精子細胞膜の何をターゲットとしているのか、まだ鍵となる分子を明らかにする必要がある。一方、C3KOメスマウスを用いた表現型解析は順調であり、不妊であるSvs2 KOオスマウスや、男性不妊のモデルKOマウスとのかけあわせからも、産仔が得られるという結果が出ている。メスの精子選別機能に補体C3がかかわっていることは明白であるが、その詳細なメカニズムは次年度に取り組みたいと考えている。
次に準備しか進められなかったのが、課題３「ヒト子宮内液のC3解析」である。一般的な不妊診断の工程のうち、どの試料がマウス子宮内液に近いものか、さらには研究対象として使用できるかどうか検証した。その結果、排卵日に性交渉した翌日に診断を行うフーナーテストが試料として最適であることが判明し、またその試料が提供可能か、次年度に計画を進めていく予定となっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度の課題１は予定通り「ヒト型精液モデルマウスの表現型解析」をすすめる。マウス型精液タンパク質を失った場合、オスマウスは不妊となるが、ヒト型精液タンパク質を獲得した場合、不妊は回復するのか検証する。また、子宮や卵管内での精液タンパク質について、マウス体内でヒト様の挙動を示すのかその違いを明確にし、マウスとヒトの生殖様式で共通して重要なステップも明らかにしたい。
また次年度の課題２は、2019年度にやり残したC3の作用メカニズムについて最後の鍵となる分子を明らかにする。その分子が明確化されると、どのように精子が子宮内で死滅するのか、さらには精液中のSVS2がどのように殺精子効果を打ち消しているのかが説明可能となる。それらが終わった後に、予定通り「全身での補体機能解析」を行い、子宮内でのはたらきとそれ以外の組織でのはたらきを比較し、生殖特有のメカニズムかどうかを調べる。
次年度の課題３では、2019年度に実行できなかったヒト子宮内液中のC3濃度測定を開始する。不妊症の程度によってC3濃度が異なると予想しているが、マウスで見られる子宮内の殺精子作用がヒトにも存在するか知る上でも重要な実験となる。
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[Journal Article] Calaxin is required for cilia-driven determination of vertebrate laterality2019
Author(s)
Sasaki Keita、Shiba Kogiku、Nakamura Akihiro、Kawano Natsuko、Satouh Yuhkoh、Yamaguchi Hiroshi、Morikawa Motohiro、Shibata Daisuke、Yanase Ryuji、Jokura Kei、Nomura Mami、Miyado Mami、Takada Shuji、Ueno Hironori、Nonaka Shigenori、Baba Tadashi、Ikawa Masahito、Kikkawa Masahide、Miyado Kenji、Inaba Kazuo
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Journal Title
Communications Biology
Volume: 2
Pages: 226~226
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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