2021 Fiscal Year Research-status Report
4種の原始卵胞数増加モデルの卵胞形成と維持の分子機構解明と体外卵子作出系の高度化
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20K06374
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
木村 直子 山形大学, 農学部, 教授 (70361277)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 原始卵胞 / 卵巣 / 生殖能 / 生殖寿命 / マウス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2021年度は、生涯にわたって原始卵胞数と生殖能が高く維持されるD11投与マウス、性成熟後の原始卵胞数と生殖能が無処理区と同程度まで低下するTNF-αリガンド阻害剤投与マウスと、無処理区マウス間で、新生仔期卵巣のRNAシークエンスによる差次的遺伝子群の解析を実施中である。現在までに、以下１～３の結果を得ている。
１．RNA-seq解析により、差次的遺伝子のうちD11投与区ではゴルジ体に関わるSyne1、細胞外基質に関わるCol6a5のほか、ゴルジ体や細胞外基質の役割を担う56遺伝子がアップレギュレーション、血管新生に関わるCol4a1遺伝子を含む37遺伝子がダウンレギュレーションされていた。D11投与区ではシスト内の優勢卵母細胞の増加に伴い、増えた卵母細胞を囲う顆粒層細胞への分化や細胞増殖能の促進が考えられた。これらとRNA-seq解析の結果から、細胞外基質成分と細胞接着因子に注目し、E-あるいはN-Cadherinのタンパク質の動態解析を行い、D11区でN-Cadherin が高いことが明らかとなり、現在、体細胞の分化能および増殖能を調査している。
２．TNF-αリガンド阻害剤投与区では、一時的に原始卵胞数が増加するものの性成熟までに原始卵胞数と生殖能が無処理区と同程度まで低下する原因について、アポトーシスの促進が予測され、検証を行ったが、無処理区と差がなかった。これらから、アポトーシスではなく、原始卵胞から発育卵胞へのリクルートの促進が関与していることが考えられた。
３．マウス新生仔期卵巣の10日間の器官培養と二次卵胞以降の卵胞培養の培養成績の底上げのために、基本培地に含める抗酸化物質アスコルビン酸の濃度の検討を行った。卵巣の器官培養では、1.5～7.5 mMの添加が、最も長期培養による原始卵胞の損失を低下させた。一方、一次卵胞への発育効率には影響しなかった。
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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
１．申請書の３項目の研究計画中、項目１は予定通り概ね終了し、xCT遺伝子欠損マウスについては、生涯の生殖能と原始卵胞数、アポトーシス因子やオートファジー分子の発現動態の結果を原著論文として2021年に報告済み。またTNF-αリガンド阻害剤(IFX)の投与マウスについては、一部の結果を含めて総説として、投稿し、現在リバイス中である（2022年度中に公表予定）。
２．申請書の３項目の研究計画中、項目２は、D11投与マウスでの解析を中心に、原始卵胞数の形成促進と維持の分子メカニズムの解明を進めているが、未だ途中である。
３．申請書の３項目の研究計画中、項目３は、当初の予定していた卵巣器官培養に加え、卵胞培養系の検討も追加で行っている。
以上の理由により、概ね順調に進んでいるものと認識される。
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| Strategy for Future Research Activity |
１．原始卵胞の形成促進と維持に関わる主要な分子と経路の特定、生体制御による検証
2020年度の研究結果から、4種のモデル間で、原始卵胞の形成促進後の維持機構に差異があることが推察され、それらは卵胞形成過程から生じているのか詳細は不明であった。原始卵胞から一次卵胞へのリクルート促進にはPI3K/Akt/Foxo3a経路の活性化（PI3Kの抑制PTEN、促進CDC42など）の関与、これらの経路の抑制にはHippoシグナルの活性化などが報告されている。今後、実験計画２にあるように、まず既知シグナル伝達系の発現動態をモデル間で比較解析することで、各モデルで優勢因子を明らかにし、それらと卵母細胞あるいは体細胞の分化能や増殖能、卵胞形成との関わりを明らかにする。これらを効率的に検証するためにRNAシーケンス解析を利用する。
２．原始卵胞の維持制御が可能な培養条件の構築
生体と同様に原始卵胞を維持できる培養系が構築できれば、移植した際に卵巣内で長期的に維持できる可能性も考えられ、移植の意義を高められることが考えられた。実験計画３のように、生体で効果のみられた薬剤を培養系で卵胞形成能と維持能の効果を検証するとともに、二次卵胞へ発育したものについては、卵胞培養系に切り替え、体外成熟、受精を経て産仔の生産効率を評価する。また本研究の新たな応用展開として、器官培養後の新生仔卵巣を老齢個体へ移植した際の寿命や機能回復などの検証も視野に入れ、まず移植方法の立ち上げを行いたい。
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| Causes of Carryover |
１．2020年度に予定していた分析委託費の一部を2021年度に実施した。
２．コロナ蔓延で、2020年度および2022年度に開催された学術集会の多くがオンライン開催となり、旅費がかからなかったため。
以上、2022年度内に全て使用予定である。
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