2013 Fiscal Year Research-status Report
ウシをモデルとした、加齢リスクを有する卵子を若返えらせる手法に関する研究
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25450400
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture |
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Principal Investigator |
岩田 尚孝 東京農業大学, 農学部, 教授 (50385499)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 加齢 / 卵子 / ミトコンドリア |
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| Research Abstract |
加齢卵子のミトコンドリアの機能や数について詳細に調査した。加齢卵子では若齢と比べて活性酸素の発生が多く、p38MAPK等ストレス性のシグナル活性が高くATPの産生量が少ないことが明らかとなった。また体外受精によって得られる胚の質も低かった。次世代シーケンサーを用いた遺伝子発現の網羅的解析によってミトコンドリアの機能関連の遺伝子発現が若齢と比べて異なっていたため、ミトコンドリアの品質に関わる蛋白を免疫染色とウエスタンブロットで比較した。するとSIRT1の発現量が両月齢で異なり、不良ミトコンドリアに誘導されるPARKINの局在にも差が認められた。そこでミトコンドリアの品質管理機構を活性化させるために、レスベラトロールを用いてSIRT1の活性化を行ったところ、加齢卵子のミトコンドリアの膜電位やATP含量、体外授精率や初期発生率が有意に改善され、この効果は細胞内小器官の再配置の改善が原因であることが明らかになった。次に卵子の発育環境として卵胞液の性状を検討したところ、加齢由来の卵胞液でのエストラジオール含量が少なく逆に糖最終産物の含有量が多いこと、加齢個体の卵胞液で卵子を培養すると活性酸素の産生を誘導することが明らかになった。未発育な卵胞卵子においては、添加するエストラジオールの濃度に関わらず体外発育能力が加齢個体では若齢に比べて低下していることが明らかになった。また次世代シーケンサーを用いて顆粒層細胞の遺伝子発現解析を行ったところ、抗酸化や蛋白の品質管理関連の遺伝子群に差がありこの結果はqRT-PCRによっても確認された。また初期胞状卵胞卵子では含有するGSH量やミトコンドリア数が少ないことも明らかにした。そこでＮアセチルシステインによる活性酸素消を試みたが加齢個体由来卵子の体外発育能力を改善することができなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初予定していた実験のほとんどが予定通り完了しさらに新たな知見や検討対象を見出すことができた。具体的には（1）ミトコンドリアの質を改善する試みの一部（具体的にはSIRT1の活性化による効果）を検証し加齢卵子を改善できる良好な結果を得ることができたこと、（2）卵子の体内発育環境である卵胞液中成分が加齢と若齢間に大きな差があることを見出すことができたこと、（3）さらにこの卵胞液の添加実験において加齢様の異常を惹起できることから加齢の異常を作り出している原因候補に取り組めることとなったことである。（4）また、未発育卵子の体外培養では、加齢個体では発育段階の初期から卵子の能力低下が起こっていることが明らかとなり、未発育卵子の体外培養の重要性が明らかとなり、次年度の初期卵胞の培養や卵子のミトコンドリアの品質管理機構の解明につなげることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
そこで本年度からは、未発育の卵胞卵子を対象に胞状卵胞で効果が確認できた対処法、すなはちミトコンドリア品質管理機構の刺激（SIRT1, AMPKの活性化）によって加齢個体由来の卵子発育が改善されるのかどうかを明らかにする。特にミトコンドリアの機能や数に着目し検討を行う。また次世代シーケンサーを用いて現行の体外培養環境の足りない点やSIRT1やAMPKの活性化効果の分子背景を明らかにし、初期胞状卵胞卵子の体外培養条件そのものを改善する。また胞状卵胞卵子を用いて卵子中のミトコンドリアの品質管理機構を明らかにするため、卵子のミトコンドリアに障害を与え、どのようなメカニズムによってミトコンドリアが新生・除去されるのかを検討する。
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