2022 Fiscal Year Research-status Report
Sperm capacitation and fertility are regulated by serotonin and tryptophan
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21K09435
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| Research Institution | Dokkyo Medical University |
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Principal Investigator |
藤ノ木 政勝 獨協医科大学, 医学部, 准教授 (30316583)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 精子 / 超活性化運動 / 受精能獲得 / セロトニン / トリプトファン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マウス（系統ICR）、ラット（系統Wistar-Imamichi）、シリアンハムスターの各げっ歯類動物精子においてトリプトファンからセロトニンを産生・分泌しているかを検討するために、セロトニン産生に関与する酵素の阻害剤を用いて実験を行った。トリプトファンはトリプトファンヒドロキシラーゼにより5-ヒドロキシトリプトファンに変換し、さらに5-ヒドロキシトリプトファンはL-芳香族アミノ酸デカルボキシラーゼによってセロトニンに変換される。そこでまずトリプトファンヒドロキシラーゼの阻害剤の影響を調べた。各々の動物の精子にトリプトファンヒドロキシラーゼ阻害剤を作用させた所、トリプトファンによる超活性化運動の促進作用は認められなかった。一般にセロトニン合成の律速段階はトリプトファンヒドロキシラーゼによって規定されるとされるので、得られた結果から少なくともマウス、ラット、ハムスターの精子においてトリプトファンからセロトニンを産生・分泌することによって超活性化運動の促進が起こっていると考えられる。
次にICRマウスを用いてトリプトファンおよび5-ヒドロキシトリプトファン存在下で体外受精を行った。セロトニン存在下でICRマウスの体外受精の成績が向上する事は既に論文として発表しているが、トリプトファン存在下での体外受精でもその成績は向上した。しかし、5-ヒドロキシトリプトファン存在下では体外受精の成績の向上は認められず、むしろ成績を悪くする結果が得られた。
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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
2022年度はマウス、ラット、ハムスター精子においてトリプトファンからセロトニンを産生・分泌し超活性化運動の促進が起こるのかを明らかにする事とトリプトファンの体外受精への影響を調べる事を計画していた。トリプトファンヒドロキシラーゼを阻害することにより超活性化運動の促進が抑制されたことから、精子におけるセロトニン産生を確認することができた。現在、L-芳香族アミノ酸デカルボキシラーゼの阻害の効果を確認しており、超活性化運動の促進が抑制されることを示す結果が得られつつあり、トリプトファンからセロトニンを合成する経路の全般に渡る阻害実験の結果が揃いつつある。また、マウスを用いた体外受精の実験においてトリプトファンがその成績を向上させることが分かった。したがって概ね計画の通りに研究が進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
マウス、ラット、ハムスター精子においてトリプトファンからセロトニンを産生・分泌していると考えられる結果が得られつつある事から、実際に産生・分泌されたセロトニンの検出を行うことを計画している。検出はELISA法で行う予定である。
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| Causes of Carryover |
当初想定したよりも実験をスムーズに行うことができたために昨年度購入した試薬の残りで実験を行うことができたため、予定していたほど試薬を購入する必要がなかった。また、参加した学会がオンラインで行われたため想定よりも旅費を支出しなかった。令和5年度は精子より分泌されると想定できるセロトニンをELISA法で検出する実験を行うことを計画している。この実験で使用するELISAキットの購入価格が円安等の影響により当初想定していたよりも高くなっていること、実験で使用する動物の購入価格や飼育代が当初の想定よりも高くなっていることなど、実験を行うための経費が上昇しているため、その補填として使用する。
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