2020 Fiscal Year Research-status Report
Study of the stem cell and inter cellular signal system underling testicular regeneration in the newt
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19K07268
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
林 利憲 広島大学, 両生類研究センター, 教授 (60580925)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | イベリアトゲイモリ / 精巣 / 幹細胞 / 再生 / 始原生殖細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
有尾両生類のイモリは既知の脊椎動物の中で最も強い再生能力を持ち、体の様々な部位を再生する。この様なイモリは、精巣を完全に除去されても再生することが可能である。イモリ精巣の再生は、ATPと呼ばれる精巣に隣接する結合組織内の幹細胞から、生殖細胞を含む組織が再形成される点が大きな特徴であるが、これまでに広く用いられてきたイモリでは、実験上の制約から研究が進まなかった。そこで本研究では、自ら確立した新規モデル動物であるイベリアトゲイモリの長所を活用することで、１）再生を開始させるシグナルの解明、２）精巣再生に寄与する幹細胞の同定、そして３）再生過程を制御する遺伝子ネットワークを示すことでイモリ精巣再生の機構を明らかにすることを目指した研究を行っている。
２年目である本年は、イモリ精巣発達や雄性生殖細胞の発生過程に関する基本情報と、日長条件が精巣分化に与える影響をまとめた論文を投稿した（現在Revise中）。また、イモリの精巣がAPTから再生される直接的な証拠を示す結果、イモリの精巣再生は雄性ホルモンによって制御されていることを示す結果を得ることができた。さらに、始原生殖細胞の形成過程において、dazl遺伝子が機能するタイミングを詳細に解析することができた。
イモリ遺伝子の命名法に関するCommentary論文を国際雑誌に発表した。また、実験動物としてのイモリの有用性を紹介する日本語総説を執筆した。招待公演２件を含む5件の学会発表を行った。
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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
本研究を推進するためには、イモリ精巣発達や雄性生殖細胞の発生過程に関する基本情報を収集することが重要であるが、イベリアトゲイモリの精子形成や、精巣の発達は日長の影響を受けることなく進行することを示す結果を国際科学誌へ投稿した（現在Revise中）。
また、オス成体の精巣に隣接した結合組織（APT）内に存在する始原生殖細胞様の幹細胞の性質と比較するために、発生過程における始原生殖細胞の形成過程を詳細に調べ、dazl遺伝子が始原生殖細胞形成の特定の時期に機能していることを示すことができた（論文投稿準備中）。
さらに、イモリの生体内で精巣再生が起こる条件を詳細に調べた結果、雄性ホルモンが再生開始のスイッチとしていること、移植実験の結果から再生精巣がAPT由来であることを直接的に示すことができた。
本年は、コロナウイルスの蔓延防止措置にともなう研究室の使用制限による研究の遅れや、国際学会のキャンセル等の影響を受けたものの、当研究計画は概ね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
３年目となる次年度は、引き続きAPTからの精巣再生を開始する仕組みを解析するとともに、APTの中のいずれの細胞が生殖細胞系列（精子）の幹細胞として働いているのか、同定を目指す。この目的のために、APTを交際する細胞の解離条件の決定と、細胞の培養条件を確立する。また、単離した始原生殖細胞様細胞をオス個体あるいはメス個体へ移植して、精子や卵に分化するか否かを解析することで、生殖幹細胞としての性質の有無を明らかにする。さらに、雄性ホルモンがどの様にATPに作用することで、精巣再生を制御しているのかについても詳細に調べることで、再生の開始シグナルとなる分子カスケードを明らかにする。雄性生殖細胞をラベリングするための適切なマーカー遺伝子の探索についても引き続き実施する。
これらの計画を実施することで引き続き研究を推進していく。また、本年が最終年度であることを踏まえて、研究成果の取りまとめとして論文執筆や学会発表を積極的に行う。
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