精子ミトコンドリアの解析による精索静脈瘤の病態解明および新規治療の開発

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K09701
• Research Institution: Toho University
• Principal Investigator: 小林 秀行 東邦大学, 医学部, 准教授 (10408875)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 精索静脈瘤 / ミトコンドリア

Outline of Annual Research Achievements

精索静脈瘤は静脈血が腎静脈から内精静脈へ逆流するために、蔓状静脈叢が怒張およびうっ血をきたした状態であり、多くは左側に発生する。造精機能障害の原因は静脈血のうっ滞により陰嚢内温度の上昇が主たる原因と考えられている。しかし、不妊を起こすメカニズムに関しては明確ではなく、温度上昇以外に、酸化ストレスの上昇、精子DNAダメージなどが関連すると指摘されている。また、精巣には特有の熱ショックタンパク質が発現しており、ストレスに対する代償機構があるとされている。さらに最近では、精索静脈瘤における精子ミトコンドリアの構造や機能異常が、酸化ストレスの上昇や精子運動能の減弱に関与することが示唆されている。そのため、精索静脈瘤によって、精子ミトコンドリアのゲノムに突然変異が引き起こされ、精子数の減少や運動能の低下が起こることが考えられる。
外来受診した精索静脈瘤の手術適応の患者さんより、紙面による同意を得たあと、手術前に精液を採取した。精液はSMASを用いて解析をおこなった。2020年3月の時点で、手術前の精液に関しては、13検体を得ることができた。得られた精液は－80℃の冷凍庫に保管している。術後3か月後における精液は7検体を得た。術後6か月では1検体を得ている。術後9か月および12カ月における精液は0検体である。今年度は、検体の採取が目的であったため、特に精子における解析はおこなっていない。今後も引き続き、精索静脈瘤の手術適応の患者さんより精液採取をおこなっていく。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究代表者が担当する外来で、手術適応の精索静脈瘤の患者さんが少なかったため、精液の採取は13検体にとどまった。最低でも、30検体は収集したいと考えている。

Strategy for Future Research Activity

精索静脈瘤の手術前と手術後3か月、6か月、9か月、12カ月の精液を採取することがこの研究のスタート地点である。まずは、検体数をそろえた上で予定している研究を実施していきたい。また、精索静脈瘤の診断では精巣エコーを活用している。精液採取にとどまらず、精索静脈瘤の精巣エコー画像を用いた、手術適応と不適応を区別する画像認識に関するAI学習も視野にいれている。google Cloud AutoML Visionを用いて、手術適応と手術適応ではないエコー画像を学習させることよって、画像判別AIの作成も同時に予定する。

Causes of Carryover

精液検体の採取に重点をおいていたため、主要な実験を施行しなかったため、研究結果を得ることができなかった。そのため、次年度使用額が発生した。次年度では、精索静脈瘤における画像認識AIの構築も予定するため、cloudを使用する費用や、AI学習にかかる費用が発生する。また、精子ミトコンドリアの解析で外注検査を予定している。さらに研究成果に対する学会活動も予定している。