2020 Fiscal Year Research-status Report
低線量被ばくが生殖細胞へ与える影響と再現可能な継世代実験系の構築
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20K12192
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| Research Institution | Hokkaido University of Science |
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Principal Investigator |
中田 章史 北海道科学大学, 薬学部, 准教授 (70415420)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三浦 富智 弘前大学, 被ばく医療総合研究所, 教授 (20261456)
山城 秀昭 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (60612710)
篠田 壽 東北大学, 歯学研究科, 名誉教授 (80014025)
後藤 淳 新潟大学, 研究推進機構, 助教 (90370395)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 放射線 / 実験動物 / 野生動物 / 生殖細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
実験動物における生殖組織の評価系を確立するためにマウスに放射線を照射し、被ばく後の生殖細胞形成機構を明らかにするために、幼児期被ばくと青年期被ばくを想定した被ばく時年齢、生殖巣の回復できる線量の検討を行った。具体的に、8日齢（幼児期被ばく）、50日齢（青年期被ばく）のICRマウスに対して1,2, 4 Gy照射後、つがいで飼育し、生殖細胞形成が観察されるであろう時期にサンプリングを行った。しかしながら飼育中に多くの個体が死亡したため、放射線照射や飼育条件について検討を行う必要があった。
一方、予備検討の結果、急性照射や慢性照射後において、照射終了後にマウスの精巣重量が回復することから、精巣における回復メカニズムを検討することができると考えた。精巣の維持に関わるといわれている遺伝子に着目して、上記実験におけるマウスの精巣の遺伝子発現量を測定した。この遺伝子の発現量は対照群、2Gy照射群において加齢に伴い増加していたが、4Gy照射群では2.4倍に減少した。さらに、青年期被ばく群では、照射線量が高くなるにつれ、遺伝子発現量も増加傾向にあった。この遺伝子は、加齢だけでなく照射後においても遺伝子発現の増幅傾向が見られることから精巣の維持、回復に関わっている可能性が考えられ、文献情報と一致している。
さらに、精子細胞膜に発現するIzumo1の遺伝子発現量は、放射線の影響評価の指標として有効であるため、放射性物質汚染地域のアカネズミの精巣の影響解析に適用できるか検討した。まずマウスのIzumo1遺伝子からプライマーを設計した。これを用いてアカネズミの精巣cDNAを鋳型とし、PCRにより増幅した。増幅されたDNA断片のクローニングおよび塩基配列を決定したところ、得られた約450bp、約650bpの断片はマウスと高い相同生を示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
実験動物における放射線の生殖組織の評価系を確立するためには、線量と生殖細胞の様々な変化を把握する必要があるが、照射時期、照射条件等に関する知見が蓄積されていないために、実験動物の体細胞で行われている研究手法および結果が生殖細胞に対応するかどうか検討が必要である。精巣の維持に関わる遺伝子の発現量は、放射線照射後に変化する可能性が示された。
放射線汚染地域における生殖組織の評価系を確立するために、アカネズミにおける精子細胞膜に発現するIzumo1遺伝子の部分領域を得ることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
マウスの放射線照射実験後、飼育中に多くの個体が死亡したため、照射や飼育条件について検討を行う。放射線照射後の精巣の回復期、維持に関与する遺伝子の探索を行う。また、生殖器官について病理解析、減数分裂の正常性およびアポトーシスを解析を行う。
放射線汚染地域に生息する小哺乳類の捕獲、標本作製および精子の保存を行う。野生動物における放射線の影響評価の指標作成のために、引き続きアカネズミのIzumo1遺伝子の配列決定を行う。
アカネズミの過排卵誘起、体外成熟、体外受精、受精卵移植技術の確立を目指す。
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| Causes of Carryover |
マウスの放射線照射実験後、飼育中に多くの個体が死亡したため、次年度使用額が生じた。照射実験が軌道に乗れば、予定通りの予算が執行できる。
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[Journal Article] Contribution of light and electron microscopy in the identification of morphological alterations in large Japanese field mouse (Apodemus speciosus) testes exposed to low-dose-rate radiations.2021
Author(s)
Gatti, M., Palmerini, M. G., Belli, M., Nottola, S. A., Fujishima, Y., Yamashiro, H., Nakata, A., Miura, T., & Macchiarelli, G.
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Journal Title
Microscopie
Volume: 31
Pages: 1~5
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Morphological reproductive characteristics of testes and fertilization capacity of cryopreserved sperm after the Fukushima accident in raccoon ( Procyon lotor )2021
Author(s)
Komatsu, K. Iwasaki, T. Murata, K. Yamashiro, H. Goh, V. S. T. Nakayama, R. Fujishima, Y. Ono, T. Kino, Y. Simizu, Y. Takahashi, A. Shinoda, H. Ariyoshi, K. Kasai, K. Suzuki, M. Palmerini, M. G. Belli, M. Macchiarelli, G. Oka, T. Fukumoto, M. Yoshida, M. A. Nakata, A. Miura, T.
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Journal Title
Reproduction in Domestic Animals
Volume: 56
Pages: 484～497
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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