Rescue of age-related meiotic segregation errors in mouse oocytes

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26430100
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 越後貫 成美 国立研究開発法人理化学研究所, バイオリソースセンター, 専任技師 (40373287)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: マウス / 発生工学

Outline of Annual Research Achievements

近年、加齢による卵子の質の低下とそれに伴う不妊や流産、新生児の疾患が社会的に問題になっている。卵子の質の低下には、細胞質の劣化および染色体の異常の2種類が原因と考えられている。本研究ではマウスをモデルとして、加齢による卵子の質を、顕微操作によらない、非侵襲的方法にて染色体の改善を図ることで向上させることを目標とした。
まず最初に加齢卵子の質を確認するため、老齢（8-15ヶ月齢）マウスより採取したMII期卵子をホールマウント標本作製後、アセトオルセイン染色した結果、MII紡錘体の赤道面より離脱した姉妹染色分体が多くの卵子で確認された。また、老齢マウス卵子のGV期からMII期への発生をライブイメージングにて観察したところ、ヒストンアセチル化の異常（高アセチル化）が確認された。次に幼若（2-3ヶ月齢）マウスのGV期卵子にRNA干渉により脱アセチル化酵素であるHDAC活性を減少させたところ、MIIへの発生後、ヒストン高アセチル化が確認された。さらに卵子の染色体数について確認したところ、正常の2n=20より多い、あるいは少ないサンプルが認められた。また、老齢マウスでは排卵誘起の効果が若齢マウスに比較して低率で、反応性の個体差も確認された。さらに排卵された卵子の多くが異常分裂や異常発生した卵子であった。抗インヒビン血清による内因性FSHを利用した排卵誘起を試みたところ、排卵効率および1匹あたりの排卵数の上昇、異常卵の大幅な減少が認められた。この結果は外因性FSHを利用した通常の排卵誘起法では老齢マウスには過剰刺激となり、異常卵発生の一因と考えられた。排卵数が少なく、染色体異常率が高い高齢マウスには、本法が非常に有益な排卵誘起法であることが明らかになった。また、異常卵率が高いマウス系統においても本法により改善が認められたことより、加齢卵子モデルとして利用できる可能性が考えられた。

Research Products

• [Journal Article] Hyper-reactive cloned mice generated by direct nuclear transfer of antigen-specific CD4+ T cells. (2017)
  • Author(s): Kaminuma O, Katayama K, Inoue K, Saeki M, Nishimura T, Kitamura N, Shimo Y, Tofukuji S, Ishida S, Ogonuki N, Kamimura S, Oikawa M, Katoh S, Mori A, Shichijo M, Hiroi T, Ogura A.
  • Journal Title: EMBO Reports Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Complementary critical functions of Zfy1 and Zfy2 in mouse spermatogenesis and reproduction. (2017)
  • Author(s): Nakasuji T, Ogonuki N, Chiba T, Kato T, Shiozawa K, Yamatoya K, Tanaka H, Kondo T, Miyado K, Miyasaka N, Kubota T, Ogura A, Asahara H.
  • Journal Title: PLoS Genet Volume: 13 Pages: e1006578
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1006578
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Adeno-associated virus-mediated delivery of genes to mouse spermatogonial stem cells. (2017)
  • Author(s): Watanabe S, Kanatsu-Shinohara M, Ogonuki N, Matoba S, Ogura A, Shinohara T.
  • Journal Title: Biol Reprod Volume: 96 Pages: 221-231
  • DOI: 10.1095/biolreprod.116.143495.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Myc/Mycn-mediated glycolysis enhances mouse spermatogonial stem cell self-renewal. (2016)
  • Author(s): Kanatsu-Shinohara M, Tanaka T, Ogonuki N, Ogura A, Morimoto H, Cheng PF, Eisenman RN, Trumpp A, Shinohara T.
  • Journal Title: Genes Dev Volume: 30 Pages: 2637-2648
  • DOI: 10.1101/gad.287045.116
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] MIWI2 as an effector of DNA methylation and gene silencing in embryonic male germ cells. (2016)
  • Author(s): Kojima-Kita K, Kuramochi-Miyagawa S, Nagamori I, Ogonuki N, Ogura A, Hasuwa H, Akazawa T, Inoue N, Nakano T.
  • Journal Title: Cell Rep Volume: 16 Pages: 2819-2828
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2016.08.027
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Mouse D1Pas1, a DEAD-box RNA helicase, is required for the completion of first meiotic prophase in male germ cells. (2016)
  • Author(s): Inoue H, Ogonuki N, Hirose M, Hatanaka Y, Matoba S, Chuma S, Kobayashi K, Wakana S, Noguchi J, Inoue K, Tanemura K, Ogura A.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Comm Volume: 478 Pages: 592-598
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.07.109
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Biogenesis of sperm acrosome is regulated by pre-mRNA alternative splicing of Acrbp in the mouse. (2016)
  • Author(s): Kanemori Y, Koga Y, Sudo M, Kang W, Kashiwabara S, Ikawa M, Hasuwa H, Nagashima K, Ishikawa Y, Ogonuki N, Ogura A, Baba T.
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci USA Volume: 113 Pages: E3696-3705
  • DOI: 10.1073/pnas.1522333113
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 発生工学的手法を用いたマーモセット世代短縮技術の開発 (2016)
  • Author(s): 越後貫 成美、葛西 秀俊、井上 弘貴、饗場 篤、小倉 淳郎
  • Organizer: 第6回日本マーモセット研究会大会
  • Place of Presentation: 東京大学（東京都文京区）
  • Year and Date: 2016-12-13
• [Presentation] マーモセット精子細胞を用いた顕微授精技術の開発 (2016)
  • Author(s): 越後貫 成美、葛西 秀俊、井上 弘貴、饗場 篤、小倉 淳郎
  • Organizer: 第109回日本繁殖生物学会
  • Place of Presentation: 麻布大学（神奈川県相模原市）
  • Year and Date: 2016-09-13
• [Presentation] 精巣の異種異所移植の新しい試み (2016)
  • Author(s): 越後貫 成美、山海 直、小倉淳郎
  • Organizer: 第63回日本実験動物学会総会
  • Place of Presentation: ミューザ川崎シンフォニーホール(神奈川県川崎市）
  • Year and Date: 2016-05-20
• [Remarks] 理研バイオリソースセンター遺伝工学基盤技術室
  • URL: http://ja.brc.riken.jp/lab/kougaku/