2021 Fiscal Year Annual Research Report
魚類卵子の凍結保存 -傷害メカニズムの解明から応用へ-
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20K21374
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| Research Institution | Kochi University |
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Principal Investigator |
枝重 圭祐 高知大学, 教育研究部総合科学系生命環境医学部門, 教授 (30175228)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
越本 知大 宮崎大学, フロンティア科学総合研究センター, 教授 (70295210)
松川 和嗣 高知大学, 教育研究部総合科学系生命環境医学部門, 准教授 (00532160)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 凍結保存 / 魚類卵子 / ゼブラフィッシュ / 高浸透圧傷害 / 細胞質型カルボキシペプチダーゼ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
魚類の卵子/胚は、哺乳類の卵子/胚と比べて体積が1,000倍以上と著しく大きく、表面積/体積比が小さくなり、凍結保存に不可欠な脱水と耐凍剤の浸透が不十分なため、凍結・融解過程で細胞内に氷晶が形成されて死滅する。特に、胚と成熟卵子は細胞膜透過性が極めて低く、細胞の脱水・濃縮と耐凍剤の浸透が困難で、凍結保存は極めて難しい。これを克服するには、細胞膜透過性が高い未成熟卵子を用いることが有効と考えられる。しかしながら、魚類の未成熟卵子は高浸透圧に極めて弱く、凍結保存液や0.5 M シュクロースを添加した培養液で５分間処理するだけで20分以内に急速に死滅してしまう。そこで、ゼブラフィッシュ未成熟卵子の高浸透圧的傷害を回避する方法についてしらべたところ、ジャガイモ塊茎由来カルボキシペプチダーゼ阻害剤が傷害を大幅に軽減することがわかった。そこで、細胞質型カルボキシペプチダーゼが高浸透圧傷害に関与しているかどうかについてしらべた。細胞質型カルボキシペプチダーゼが属するメタロカルボキシペプチダーゼの特異的阻害剤は、高浸透圧傷害を有意に軽減した。次に、細胞質型カルボキシペプチダーゼのサブタイプうち、受精直後のゼブラフィッシュ卵子で発現しているCCP5とCCP6のdouble-stranded RNAを注入して発現を抑制したところ、高浸透圧処理後の生存性が大幅に向上した。細胞質型カルボキシペプチダーゼはグルタミル化により重合したチューブリンを選択的に分解することから、高浸透圧下で本酵素が活性化し、細胞骨格系の重合により極めて高い強度を有する魚類卵子が脆弱化して、細胞膜が崩壊すると考えられた。
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