2014 Fiscal Year Annual Research Report
精細管内移植後におけるマウス精子形成幹細胞のホーミング機構の解明
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25850224
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| Research Institution | National Institute for Basic Biology |
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Principal Investigator |
中村 隼明 基礎生物学研究所, 生殖細胞研究部門, 特別協力研究員 (30613723)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 精子幹細胞 / ホーミング / マウス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マウスでは大量の精子生産を支える精子幹細胞の移植法が確立されている。宿主マウスの精細管内に注入されたドナー精子幹細胞が血液精巣関門を通過して本来存在する基底膜上へ移動(ホーミング)し、自己複製と分化を繰り返して精子形成のコロニーが生じる。先行研究において、精子幹細胞のホーミングに関わる分子がいくつか同定されたものの、細胞レベルでの振舞いについては未解であった。そこで、本研究では精子幹細胞のホーミングの仕組みを細胞レベルで明らかにすることを目的とした。
宿主マウスを麻酔下で維持し、蛍光標識したドナー精子幹細胞を蛍光顕微鏡下で約3日間連続観察した。その結果、ドナー精子幹細胞が仮足を伸ばして宿主マウス精細管の内腔から基底膜上へと遊走することを発見し、ホーミングには精子幹細胞の能動的な運動が関与していることが示された。
マウスの精子形成は8.6日を周期に分化制御されており、通常の精子形成では精母細胞の血液精巣関門の通過を伴う移動は特定の周期に起こる。宿主に用いる精子形成不全マウスにおいても精細管周期の進行が認められることから、ドナー精子幹細胞のホーミングと宿主マウスの精細管周期の関連性について検討した。ビタミンA 欠乏マウスへビタミンAを投与することにより、人為的に宿主マウスの精細管周期を同調した。その結果、移植3ヶ月後のコロニーの数と長さは周期による差がみられず、ホーミングが精細管周期と関連しないことが示唆された。
不可逆的に蛍光標識した精子幹細胞を移植してクローンの総数を継時的に観察することにより、最終的なコロニー形成率に占めるホーミングの重要性を検討した。その結果、ドナー精子幹細胞の1/11個がホーミングするが、そのうち3ヶ月後にコロニーを形成するのは1/52個であることを発見し、精子幹細胞の移植効率の低い主な原因はコロニー形成のステップにおけるロスであることが示唆された。
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Research Products
(3 results)
