Elucidation of characteristic alterations of spermatogonial stem cells in testicular cancer and application to genome-based drug discovery using novel cell line

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26462421
• Research Institution: Nagoya City University
• Principal Investigator: 水野 健太郎 名古屋市立大学, 大学院医学研究科, 講師 (70448710)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 神沢 英幸 名古屋市立大学, 大学院医学研究科, 研究員 (00551277) ; 西尾 英紀 名古屋市立大学, 大学院医学研究科, 助教 (10621063) ; 郡 健二郎 名古屋市立大学, その他部局等, 学長 (30122047) ; 林 祐太郎 名古屋市立大学, 大学院医学研究科, 准教授 (40238134) ; 黒川 覚史 名古屋市立大学, 大学院医学研究科, 研究員 (50468253)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 精子幹細胞 / 細胞分化

Outline of Annual Research Achievements

【研究の目的】
精巣がんは、好発年齢が20～30歳代と若年層であり社会的に影響の大きな疾患である。精子形成細胞を由来とする胚細胞腫瘍が多くを占め、様々な抗がん剤に抵抗性をもつ難治性症例も多い。精巣がんの発生機序は不明であり、様々な組織型があるため適切な培養細胞株がなく、基礎研究の進展を妨げている。私たちはこれまで、停留精巣における造精機能障害の病態解明のため研究を進めてきたが、その一因として精子幹細胞の分化異常を明らかにした。一方、複数のがんにおいて「がん幹細胞」の存在が注目されており、正常の幹細胞との違いが明らかになりつつある。そこで、これまでの研究成果をもとに、精巣のがん化に関わる幹細胞の形質変化を解明することを、本研究の目的とした。
【本年度の研究実績の概要】
精子幹細胞の形質変化に重要な役割を持つ、ヒストン修飾酵素Kdm5aの機能解析を進めるため、精原細胞株GC-1細胞にKdm5a強制発現ベクターを遺伝子導入したものとしていないサンプル間でマイクロアレイ解析を行った。Kdm5aを強制発現させた細胞では、精子形成細胞の分化に関わるScml2遺伝子が有意に発現亢進することを見出した。また、ChIP assay を行い、H3K4トリメチル状態ではKdm5a発現に伴いScml2遺伝子発言が上昇していることも明らかにすることができた。
また、精巣組織から初代培養を行う系では、幼若精巣から精子幹細胞を分離・精製することができた。胎生期にアンドロゲン遮断を行った個体由来の細胞では、精子幹細胞の分化・未分化性維持に必要とされるc-Kit、Plzf遺伝子発現が有意に増加することを見出した。これらのことから、胎生期のアンドロゲンが精子幹細胞の形質変化に影響することが示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Robot assisted laparoscopic pyeloplasty for ureteropelvic junction obstruction: Comparison between pediatric and adult patient - Japanese series. (2016)
  • Author(s): Mizuno K, Kojima Y, Kurokawa S, Kamisawa H, Nishio H, Moritoki Y, Nakane A, Maruyama T, Okada A, Kawai N, Tozawa K, Kohri K, Yasui T, Hayashi Y.
  • Journal Title: Journal of Robotic Surgery Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • DOI: 10.1007/s11701-016-0633-5
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hemiscrotal agenesis: pathogenesis and management strategies. (2016)
  • Author(s): Nishio H, Mizuno K, Moritoki Y, Kamisawa H, Naiki T, Kurokawa S, Nakane A, Okada A, Yasui T, Hayashi Y.
  • Journal Title: International Journal of Urology Volume: 23 Pages: 523-526
  • DOI: 10.1111/iju.13079
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Treatment strategy for pediatric paratesticular rhabdomyosarcoma based on chimeric gene assessment. (2016)
  • Author(s): Unno R, Mizuno K, Ito Y, Etani T, Okada A, Kawai N, Yasui T, Saitoh S, Hayashi Y.
  • Journal Title: Urology Volume: 95 Pages: 187-189
  • DOI: 10.1016/j.urology.2016.03.024
  • Peer Reviewed
• [Presentation] パネルディスカッション 小児腹腔内精巣－どう扱うか？ 「腹腔鏡下精巣固定術 ～精巣血管の温存をめざして～」 (2016)
  • Author(s): 水野健太郎、西尾英紀、守時良演、加藤大貴、林祐太郎、安井孝周
  • Organizer: 第30回日本泌尿器内視鏡学会総会
  • Place of Presentation: イベントラボ・グランフロント大阪（大阪府大阪市）
  • Year and Date: 2016-11-17 – 2016-11-19
• [Presentation] 精子幹細胞の分化過程におけるアンドロゲンの関与～初代培養系を用いた精子形成細胞マーカーの発現解析～ (2016)
  • Author(s): 水野健太郎、守時良演、加藤大貴、林祐太郎、安井孝周
  • Organizer: 第25回日本小児泌尿器科学会総会
  • Place of Presentation: ホテルグランヴィア京都（京都府京都市）
  • Year and Date: 2016-06-28 – 2016-06-30
• [Presentation] Involvement of BMP-SMAD signaling pathway in the etiology of congenital anomalies of kidney and urinary tract accompanied by cryptorchidism using whole exsome sequencing. (2016)
  • Author(s): Mizuno K, Hayashi Y, Kamisawa H, Moritoki Y, Nishio H, Kurokawa S, Nakane A, Maruyama T, Yasui T.
  • Organizer: Society for Pediatric Urology’s 64st Annual Meeting
  • Place of Presentation: San Diego (USA)
  • Year and Date: 2016-05-06 – 2016-05-08
  • Int'l Joint Research