男性不妊治療改善に向けた細胞外耐凍剤と抗酸化化合物が凍結精子に与える影響の解明

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K16802
• Research Institution: Mie University
• Principal Investigator: 前沢 忠志 三重大学, 医学部附属病院, 講師 (50740445)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 精子凍結 / 精子DNA断片化 / 酸化ストレス / 抗酸化化合物

Outline of Annual Research Achievements

不妊治療における体外受精の分野では、胚発生途中の分割停止もしくは割球が断片化して胚盤胞に発生しない胚質不良は長年の問題である。近年、体外受精における胚質不良の男性側因子として精子DNA断片化 (sperm DNA fragmentation, SDF) の重要性が報告された (J Hum Reprod Sci 2019)。以前よりSDFの原因として生活習慣による影響が指摘されている一方で、精子調整過程の密度勾配遠心処理とその後の凍結保存がSDFの直接的な要因と注目されており、SDFを予防することは胚質不良を改善する上で極めて重要な課題である。
SDFは一般的にカスパーゼ活性化、アポトーシス、活性酸素種、酸化ストレスによって惹起されるが、凍結傷害によるSDFは活性酸素種と酸化ストレスが重要である (Hum Reprod 2009)。近年、精子凍結によるSDFは抗酸化化合物の添加によって全精子の30%程度にまで改善されることが報告されたが (Andologia 2019)、体外授精成績とSDF率の関連性を解析した報告ではSDF率は16%以下が望ましいとされ、さらなる改善法の開発が求められている。
本研究では耐凍剤として使用予定であった化合物Aに、抗酸化化合物として使用予定であった化合物を添加した際に化合物が溶解しない問題が発生したため、耐凍剤をカルボキシル化ポリリジンに変更し検討を開始した。精子DNA不断片化率を指標に、各保存液で凍結し、融解した精子の断片化率が最も低下したのは抗酸化化合物レスベラトロールであることが判明した。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

変更した耐凍剤である化合物Bの添加により、有意にSDF率が低下することが確認された。加えて、抗酸化化合物のレスベラトロールの添加により、更に有意にSDF率が低下することが確認された。精子DNA不断片化率が低下した作用機序の解析のため、酸化ストレス マーカーや、ミトコンドリアのROS、脂質膜の過酸化、ミトコンドリアの膜電位を解析したところ、ミトコンドリアの膜電位以外が有意に低下していた。これらの成果については、論文として報告した。

Strategy for Future Research Activity

開発したヒト精子凍結保存液が、SDF率を有意に低減することが確認されたため、臨床での応用が可能か確認する。具体的には、臨床の生殖補助医療において、既存の凍結試薬と開発した凍結試薬で凍結保存した精子を融解し、体外受精で使用することで胚へ影響を与えるかを確認する。

Causes of Carryover

本研究については、当初予定していた解析サンプル数が半分で済んだため、購入する予定の試薬が少なくなった。
次年度は、臨床検体を使用した体外受精成績への影響について、新たに研究計画を立て実施する。その際の倫理審査やインフラの整備に使用する。

Research Products

• [Journal Article] The efficacy of vaginal treatment for non-Lactobacillus dominant endometrial microbiota-A case-control study (2024)
  • Author(s): Sakamoto Mito、Tanaka Hiroaki、Enomoto Sayako、Takeuchi Hiroki、Nishioka Mikiko、Tanaka Kayo、Takayama Erina、Maezawa Tadashi、Kondo Eiji、Ikeda Tomoaki
  • Journal Title: Journal of Obstetrics and Gynaecology Research Volume: 50 Pages: 604～610
  • DOI: 10.1111/jog.15897
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Challenges to Widespread Use of Fertility Preservation Facilities for Pediatric Cancer Patients in Japan (2024)
  • Author(s): Maezawa Tadashi、Suzuki Nao、Takeuchi Hiroki、Nishioka Mikiko、Hidaka Moe、Manabe Atsushi、Koga Yuhki、Kawaguchi Hiroshi、Sasahara Yoji、Tachibana Masahito、Iwamoto Shotaro、Horie Akihito、Hiramatsu Hidefumi、Kato Motohiro、Harada Miyuki、Yuza Yuki、Hirayama Masahiro、Takita Junko、Ikeda Tomoaki、Matsumoto Kimikazu
  • Journal Title: Journal of Adolescent and Young Adult Oncology Volume: 13 Pages: 197～202
  • DOI: 10.1089/jayao.2023.0059
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Carboxylated Poly-L-lysine Potentially Reduces Human Sperm DNA Fragmentation after Freeze-Thawing, and Its Function Is Enhanced by Low-Dose Resveratrol (2023)
  • Author(s): Tachibana Ryota、Takeuchi Hiroki、Yoshikawa-Terada Kento、Maezawa Tadashi、Nishioka Mikiko、Takayama Erina、Tanaka Hiroaki、Tanaka Kayo、Hyon Suong-hyu、Gen Yuki、Kondo Eiji、Ikeda Tomoaki
  • Journal Title: Cells Volume: 12 Pages: 2585～2585
  • DOI: 10.3390/cells12222585
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Pregnancy Rates after Hysteroscopic Endometrial Polypectomy versus Endometrial Curettage Polypectomy: A Retrospective Study (2023)
  • Author(s): Nishioka Mikiko、Maezawa Tadashi、Takeuchi Hiroki、Hagiwara Katsuyuki、Tarui Sachiyo、Sakamoto Mito、Takayama Erina、Yajima Hideaki、Kondo Eiji、Kawato Hiroaki、Minoura Hiroyuki、Sugaya Ken、Fukuda Aisaku、Ikeda Tomoaki
  • Journal Title: Medicina Volume: 59 Pages: 1868～1868
  • DOI: 10.3390/medicina59101868
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Investigation of an efficient method of oocyte retrieval by dual stimulation for patients with cancer (2023)
  • Author(s): Takeuchi Hiroki、Maezawa Tadashi、Hagiwara Katsuyuki、Horage Yuki、Hanada Tetsuro、Haipeng Huang、Sakamoto Mito、Nishioka Mikiko、Takayama Erina、Terada Kento、Kondo Eiji、Takai Yasushi、Suzuki Nao、Ikeda Tomoaki
  • Journal Title: Reproductive Medicine and Biology Volume: 22 Pages: e12534
  • DOI: 10.1002/rmb2.12534
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 次世代シークエンサー法による流産絨毛染色体検査に関する検討 (2023)
  • Author(s): 前沢 忠志, 武内 大輝, 村瀬 結香, 萩原 克幸, 矢嶋 秀彬, 西岡 美喜子, 高山 恵理奈, 高倉 翔, 真川 祥一, 二井 理文, 池田 智明
  • Journal Title: 日本受精着床学会雑誌 Volume: 40(2) Pages: 261-267
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 卵巣広汎性浮腫患者に対して体外受精を実施し生児を得た1例 (2023)
  • Author(s): 平野 志織, 前沢 忠志, 阪本 美登, 西岡 美喜子, 武内 大輝, 高山 恵理奈, 近藤 英司, 池田 智明
  • Journal Title: 日本受精着床学会雑誌 Volume: 40(2) Pages: 299～303
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 東海北陸地方における小児・思春期血液がん患者のがん・生殖相談外来受診状況に対する多機関共同・後ろ向き観察研究 (2023)
  • Author(s): 竹中 基記, 前沢 忠志, 齋藤 愛, 坊本 佳優, 三宅 菜月, 榎本 紗也子, 西岡 美喜子, 松本 洋介, 伊東 雅美, 宮崎 有美子, 松本 雅子, 大須賀 智子, 後藤 真紀, 安藤 智子, 古井 辰郎
  • Journal Title: 日本小児血液・がん学会雑誌 Volume: 60(1) Pages: 20-26
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 妊孕性温存を目的とした当院での卵巣組織凍結の検討と卵巣移植後にARTを開始した症例について (2024)
  • Author(s): 矢嶋 秀彬, 榎本 紗也子, 阪本 美登, 志村 真由子, 高山 恵理奈, 前沢 忠志, 池田 智明
  • Organizer: 第14回日本がん・生殖医療学会学術集会
• [Presentation] がん・生殖医療における医師と薬剤師の連携を考える 医師側が取るべき行動とは (2024)
  • Author(s): 伊東 雅美, 米村 雅人, 湊川 紘子, 馬場 楓, 前沢 忠志, 網野 一真, 秋田 直洋, 日置 三記, 岩谷 胤生, 西村 あや子, 歌野 智之, 鈴木 直
  • Organizer: 第14回日本がん・生殖医療学会学術集会
• [Presentation] 精子選別法の違いが精子DNA断片化,精子の運動性および形態に与える影響 (2023)
  • Author(s): 植村 碧, 寺田 堅斗, 武内 大輝, 立花 亮太, 前沢 忠志, 高山 恵理奈, 西岡 美喜子, 志村 真由子, 阪本 美登, 矢嶋 秀彬, 池田 智明
  • Organizer: 第68回日本生殖医学会学術講演会・総会
• [Presentation] LensHooke Sperm separation deviceによる選別で精子DNA fragmentationは低減する (2023)
  • Author(s): 武内 大輝, 植村 碧, 寺田 堅斗, 東本 誠也, 真柄 栄梨, 立花 亮太, 前沢 忠志, 高山 恵理奈, 西岡 美喜子, 志村 真由子, 阪本 美登, 矢嶋 秀彬, 池田 智明
  • Organizer: 第68回日本生殖医学会学術講演会・総会
• [Presentation] 次世代シークエンサー法による流産絨毛染色体検査の有用性に関する検討 (2023)
  • Author(s): 高橋 和哉, 前沢 忠志, 矢嶋 秀彬, 阪本 美登, 西岡 美喜子, 高山 恵理奈, 武内 大輝, 池田 智明
  • Organizer: 第68回日本生殖医学会学術講演会・総会
• [Presentation] Fontan手術後患者に対して生殖補助医療を行った一例 (2023)
  • Author(s): 平野 志織, 西岡 美喜子, 前沢 忠志, 矢嶋 秀彬, 榎本 紗也子, 阪本 美登, 高山 恵理奈, 池田 智明
  • Organizer: 第68回日本生殖医学会学術講演会・総会
• [Presentation] 妊孕性カウンセリングを受けた乳癌患者の検討 (2023)
  • Author(s): 西岡 美喜子, 前沢 忠志, 矢嶋 秀彬, 阪本 美登, 高山 恵理奈, 池田 智明
  • Organizer: 第68回日本生殖医学会学術講演会・総会
• [Presentation] がん患者に対する同一周期2回採卵の効率的な方法についての検討 (2023)
  • Author(s): 前沢 忠志, 武内 大輝, 阪本 美登, 西岡 美喜子, 高山 恵理奈, 洞下 由記, 花田 哲郎, 黄 海鵬, 萩原 克幸, 鈴木 直, 池田 智明
  • Organizer: 第26回日本IVF学会学術集会
• [Presentation] カルボキシル化ポリリジン含有精子凍結保存液はヒト精子DNA断片化を抑制する (2023)
  • Author(s): 武内 大輝, 立花 亮太, 東元 誠也, 真柄 栄梨, 寺田 堅斗, 植村 碧, 前沢 忠志, 高山 恵理奈, 西岡 美喜子, 池田 智明
  • Organizer: 第26回日本IVF学会学術集会
• [Presentation] 低侵襲手術増加に伴う婦人科悪性腫瘍における手術後静脈血栓症の現状 (2023)
  • Author(s): 金田 倫子(三重大学医学部附属病院 産科婦人科), 近藤 英司, 中尾 莉子, 綿重 直樹, 松本 剛史, 岡本 幸太, 真木 晋太郎, 二井 理文, 吉田 健太, 前沢 忠志, 池田 智明
  • Organizer: 第61回日本癌治療学会学術集会
• [Presentation] 保温容器や保温剤を用いて保管した際の精液所見の変化 (2023)
  • Author(s): 高山 恵理奈, 武内 大輝, 榎本 紗也子, 阪本 美登, 西岡 美喜子, 前沢 忠志, 池田 智明
  • Organizer: 第41回日本受精着床学会総会・学術講演会
• [Presentation] 動物由来成分を含まない精子凍結保存液へのレスベラトロールの添加によるヒト精子DNA断片化抑制機構の解明 (2023)
  • Author(s): 立花 亮太, 武内 大輝, 真柄 栄梨, 前沢 忠志, 高山 恵理奈, 西岡 美喜子, 阪本 美登, 池田 智明
  • Organizer: 第41回日本受精着床学会総会・学術講演会
• [Presentation] Gardner分類による移植成績の予測 (2023)
  • Author(s): 真柄 栄梨, 立花 亮太, 阪本 美登, 西岡 美喜子, 高山 恵理奈, 前沢 忠志, 武内 大輝, 池田 智明
  • Organizer: 第41回日本受精着床学会総会・学術講演会
• [Presentation] ライフスタイルが密度勾配遠心法処理後の精子DNA断片化に与える影響 (2023)
  • Author(s): 寺田 堅斗, 植村 碧, 立花 亮太, 真柄 栄梨, 東本 誠也, 武内 大輝, 萩原 克幸, 前沢 忠志, 池田 智明
  • Organizer: 第64回日本卵子学会学術集会
• [Presentation] 生体由来成分を含まない精子凍結保存液へのレスベラトロールの補充は，ヒト精子のDNA断片化を抑制する (2023)
  • Author(s): 立花 亮太, 武内 大輝, 東本 誠也, 真柄 栄梨, 寺田 堅斗, 植村 碧, 前沢 忠志, 高山 恵理奈, 北野 裕子, 西岡 美喜子, 池田 智明
  • Organizer: 第64回日本卵子学会学術集会