2023 Fiscal Year Annual Research Report
超寿命の家畜精子産生システム開発に資する精子幹細胞の性質解明
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21H02341
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
原 健士朗 東北大学, 農学研究科, 准教授 (60551546)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 幹 東北大学, 農学研究科, 教授 (20250730)
鈴木 伸之介 基礎生物学研究所, 生殖細胞研究部門, 助教 (00755994)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 精子 / 精巣 / ニワトリ / ウシ / マウス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
精子幹細胞は、持続的に精子産生する能力を秘めた希少細胞であり、精巣からの回収後、体外での未分化維持と精子への分化誘導が可能になれば、優良個体精子の長期的産生が実現する。しかし、産業動物の精子幹細胞の特定・回収・培養に必要な幹細胞の細胞生物学的性質に関する知見は十分に蓄積されていない。本研究は、精子幹細胞の遊走および細胞外基質分泌に着目し、マウスを用いて分子機構と生理的役割を解析するとともに、家畜・家禽との種間共通性・相違性を解析する。得られる成果は、ほ乳類精子幹細胞の制御機構の一端を明らかにするものであり、産業動物の体外精子生産の研究開発に資する生物学的知見となる。2023年度は、精子幹細胞の制御機構とその種間での共通性および相違性について、前年度に引き続いて以下の2つの項目を実施し検討を進めた。１）細胞外基質関連遺伝子Aの機能解析：精子幹細胞の機能制御に関与すると予想される遺伝子Aに焦点を当て、細胞特異的遺伝子改変マウスを使用し、同遺伝子の欠損が精子幹細胞の挙動に及ぼす長期的影響を検討した。その結果、遺伝子欠損後に数日以上が経過すると、短期的に見られた細胞密度低下などの表現型は、組織再生によって緩和される可能性が示唆された。２）種間共通性・相違性の解析：成ニワトリの未分化型精原細胞における遺伝子Aの産物の局在を免疫組織化学を用いて解析した。その結果、未分化型精原細胞での遺伝子A産物の局在は確認されず、マウスやウシのほ乳類で観察された現象がニワトリでは保存されていない可能性が示唆された。
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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
計画通りに進行しており、おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2024年度は、前年度までに引き続き以下の実験を行うとともに、成果取りまとめを行う。（１）精子幹細胞における細胞外基質関連遺伝子Aの機能解析：前年度に引き続き、幹細胞機能に関与することが予想される遺伝子Aの欠損が精子幹細胞の移動能や未分化状態に及ぼす影響を明らかにする。昨年までの細胞腫特異的条件的遺伝子欠損マウスの組織学的解析をさらに進めるとともに、ライブイメージング解析による細胞挙動解析についても検討を進める。（２）種間共通性・相違性の解析：前年度に引き続き、遺伝子Aのタンパク局在を、ニワトリ・ウシ未分化型精原細胞を用いて解析する。これまでにサンプリングした成ニワトリ、ウシ精巣について、免疫組織化学、遺伝子発現解析を施し、タンパクやmRNAの空間分布を解析する。また、近縁の動物種について、既存の遺伝子発現データを活用して、遺伝子発現の共通性・相違性についての理解を深める。
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