2021 Fiscal Year Research-status Report
受精環境下における精子ナビゲーション戦略の解明と体外受精への応用
| Project/Area Number |
21K12622
|
|---|
| Research Institution | Yokohama National University |
|---|
Principal Investigator |
百武 徹 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (20335582)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安井 学 地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所, 電子技術部, 主任研究員 (80426361)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | 精子選別 / 集団遊泳 / 体外受精 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
２０２１年度は，以下の３つの研究項目を実施した．
①精子の集団遊泳について実験的調査を行った．種雄牛から採精された新鮮精液にポリアクリルアミドを含む粘弾性溶液を混合させ，疑似的に子宮頚管粘液中を精子が遊泳する環境を作成した．溶液中の精子遊泳の様子を顕微鏡で観察した結果，特定の精子濃度，および粘弾性特性において，複数の精子が鞭毛を同調させながら並走して集団的な遊泳を行うことが分かった．
②実験に基づく精子群の母集団データを入力値とした精子遊泳モデルの構築を行った．本モデルでは走流性や走触性といった精子固有の遊泳特性を反映させており，卵管内の精子遊泳と同じ時空間スケールでの精子運動を追跡することが可能である．本モデルの再現性を検証するため，テーパ部をもつマイクロチャネル内の精子遊泳挙動の予測を行った．その結果，in vitro実験と同等の流速範囲において運動良好精子のみがテーパ部に集積することがわかった．
③体外受精における受胎率低下を改善することを目的に，３Dプリンタを用いて精子のスイムアップ法を利用した３次元構造を有する体外受精用チップを作成した．チップ構造は１精液槽-４培養槽型となっており，精子選別に適切な流路の長さと傾斜を調査した．実験の結果，流路を設けることで，精液槽よりも運動良好な精子を培養槽へ誘導することが可能であり，培養槽の精子濃度や精子運動性は流路長さ・傾斜に依存することが分かった．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
精子遊泳モデルの構築や3Dプリンタを用いた体外受精用チップの製作については，当初の計画よりも早く進展した．一方で，精子集団遊泳の実験や受胎性の調査については，研究協力者のもとで実験をする必要があり，コロナ禍で思うように出張できず，やや遅れている．総じておおむね順調に進展していると評価した．
|
| Strategy for Future Research Activity |
精子遊泳モデルについては，より大きな時空間スケールにおける解析へと拡張し，合わせて精子集団遊泳の実験結果を本モデルに取り入れる予定である．また，3D構造の体外受精用チップについては，研究協力者のもとで，本チップを用いてウシの体外受精を実施し，受胎性の評価を行う予定である．
|
| Causes of Carryover |
コロナ禍の影響により，2021年度は研究協力者のもとでの実験がほとんど行えなかったため，2022年度は，精子の集団遊泳や受胎性調査を中心に，不足している情報を収集するための実験を行う予定である．
|
