2023 Fiscal Year Annual Research 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 / トリプトファン / セロトニン |
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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齧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検討を行った。昨年度はトリプトファンから中間産物である5ヒドロキシトリプトファンの合成に係るトリプトファンヒドロキシラーゼの関与について調べたが、今年度は5ヒドロキシトリプトファンからセロトニンの合成に係る芳香族アミノ酸脱炭酸酵素の関与について調べた。芳香族アミノ酸脱炭酸酵素阻害剤を500nMから500μMで作用させたところ、5から50μMで作用させた時に有意にトリプトファンおよび5ヒドロキシトリプトファンによる超活性化運動の促進作用は阻害された。しかし、500μMで作用させた場合は精子は死滅してしまった。次に、精子で産生・分泌されるセロトニンの検出をシリアンハムスター精子を用いて試みた。精子懸濁培地中に分泌されるセロトニンをELISA法で検出したところ、トリプトファンおよび5ヒドロキシトリプトファンから産生・分泌されたセロトニンを検出することができた。また、このセロトニンはトリプトファンヒドロキシラーゼおよび芳香族アミノ酸脱炭酸酵素の阻害剤存在下では検出できなかった。これらの結果から、精子でトリプトファンからセロトニンを産生・分泌していることが明らかとなった。
3年間の研究期間において、トリプトファンは齧歯類精子超活性化を惹起・促進し、さらに体外受精の成績を向上させることを示した。この作用は、精子自身でトリプトファンからセロトニンを産生・分泌していることにより起こっていること、さらにタイプ4のセロトニン受容体が関与していることを示した。
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