Comprehensive analyses of time-specific mechanisms of spermatogonial stem cell development and novel strategy for reproductive medicine

• Project/Area Number: 20H03816
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56030:Urology-related
• Research Institution: Nagoya City University
• Principal Investigator: 水野 健太郎 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 准教授 (70448710)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 神沢 英幸 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 研究員 (00551277) ; 加藤 大貴 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 助教 (00620931) ; 西尾 英紀 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 助教 (10621063) ; 林 祐太郎 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (40238134) ; 安井 孝周 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (40326153) ; 岩月 正一郎 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 助教 (70595397) ; 梅本 幸裕 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (80381812)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000); Fiscal Year 2022: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000); Fiscal Year 2021: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2020: ¥9,230,000 (Direct Cost: ¥7,100,000、Indirect Cost: ¥2,130,000)
• Keywords: 精子幹細胞 / 停留精巣 / 男性不妊症 / セルトリ細胞 / 細胞分化 / 生殖医療

Outline of Research at the Start

近年、不妊症に対する生殖医療の必要性が高まっており、その基盤研究の推進は重要な課題である。しかし、男性不妊症患者の80%は精子形成・成熟が障害される特発性造精機能障害とされ、その病態は明らかでない。精子形成過程は、前駆細胞から精子幹細胞が分化する幼若期と、分化した細胞から成熟精子となる成熟期に分けられる。先行研究を行う中で、私たちは、精子幹細胞がどのようにして時期特異的に”幹細胞”としての形質を獲得し、男性不妊症では形質がどう変化しているのか、という疑問点を抱くに至った。本研究課題はこれらの学術的問いを解明し、生殖医療に対する新たな治療戦略を可能にしようとするものである。

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、精子形成に重要な役割を持つ「精子幹細胞」の分化メカニズムと男性不妊症における幹細胞の挙動を明らかにし、生殖医療への応用をめざすことを目的とする。そのため、（研究Ⅰ）幼若精巣における精子幹細胞分化にかかわる因子の同定、（研究Ⅱ）成熟精巣における精子幹細胞の特異的形質変化の解析、（研究Ⅲ）幹細胞ニッチ構成細胞とニッチ形成因子の解析、を行う。精子幹細胞の分化異常をきたす停留精巣を対象として、それらの精巣組織の解析を進めている。
前年度までの研究では、診断・手術時における精子幹細胞の状態を評価するために、当院で診療をおこなった停留精巣症例の血中ホルモン値（FSH、LH、テストステロン、インヒビンB、AMH）および精巣組織所見の解析を進めた。精巣組織は生検した組織を用い、精子幹細胞マーカーであるDDX4抗体を用いた免疫染色を行い、1精細管あたりのDDX4陽性細胞数を計測して行った。その結果、血中ホルモン値のうち、FSH、インヒビンB、AMH、が精子幹細胞数を反映するマーカーとなり得ることを見出すことができた。これらはいずれも、精巣内のセルトリ細胞に関与あるいは分泌されるホルモンであることから、精子幹細胞の分化過程を解析するにあたり、セルトリ細胞の解析を行う必要性が高くなった。セルトリ細胞は胎児期から増殖し始めることから、実験動物を用いた解析を行ううえで、現在の計画を修正する必要が考えられた。また、ヒト精巣組織を用いた研究については、上述したように予定した研究成果を上げることができ、私たちの研究は国内外から注目されている。当該分野で私たちの研究が支持されており、さらなる研究の継続・発展が必要であることから、最終年度で前年度応募を行うこととした。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Ureterocele prolapse eliciting unusual patient behavior to control intermittent voiding (2023)
  • Author(s): Nishio Hidenori、Mizuno Kentaro、Matsumoto Daisuke、Yasui Takahiro、Hayashi Yutaro
  • Journal Title: Urology Case Reports Volume: 46 Pages: 102295-102295
  • DOI: 10.1016/j.eucr.2022.102295
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Novel Transvesicoscopic Ureteral Reimplantation Technique to Treat an Infantile Ectopic Ureter in a Single System (2022)
  • Author(s): Nishio Hidenori、Mizuno Kentaro、Matsumoto Daisuke、Kato Taiki、Kamisawa Hideyuki、Kurokawa Satoshi、Nakane Akihiro、Maruyama Tetsuji、Yasui Takahiro、Hayashi Yutaro
  • Journal Title: Urology Volume: 164 Pages: 244-247
  • DOI: 10.1016/j.urology.2021.12.028
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Transvesicoscopic ureteral reimplantation and ureteroscopy for management of primary obstructed non‐refluxing megaureter with ureteral calculus (2022)
  • Author(s): Kato Taiki、Mizuno Kentaro、Matsumoto Daisuke、Nishio Hidenori、Nakane Akihiro、Kurokawa Satoshi、Kamisawa Hideyuki、Maruyama Tetsuji、Yasui Takahiro、Hayashi Yutaro
  • Journal Title: IJU Case Reports Volume: 5 Issue: 5 Pages: 327-329
  • DOI: 10.1002/iju5.12469
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pelviureteric junction obstruction of the ipsilateral kidney caused by hydronephrosis secondary to crossed fused renal ectopia (2022)
  • Author(s): Kato Taiki、Aoki Maria、Torii Koei、Hamakawa Takashi、Nishio Hidenori、Mizuno Kentaro、Ikegami Yosuke、Maruyama Tetsuji、Hayashi Yutaro、Yasui Takahiro
  • Journal Title: IJU Case Reports Volume: 5 Issue: 5 Pages: 354-357
  • DOI: 10.1002/iju5.12487
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Low Serum Inhibin B/Follicle-Stimulating Hormones and Anti-Mullerian Hormone/Follicle-Stimulating Hormones Ratios as Markers of Decreased Germ Cells in Infants with Bilateral Cryptorchidism (2021)
  • Author(s): Kato T, Mizuno K, Matsumoto D, Nishio H, Nakane A, Kurokawa S, Kamisawa H, Maruyama T, Iwatsuki S, Umemoto Y, Yasui T, Hayashi Y
  • Journal Title: J Urology Volume: 207 Issue: 3 Pages: 701-709
  • DOI: 10.1097/ju.0000000000002344
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A case of posterior urethral valve identified in an older child by straining to void (2021)
  • Author(s): Nishio H, Mizuno K, Kato T, Maruyama T, Yasui T, Hayashi Y.
  • Journal Title: Urology Case Reports Volume: 40 Pages: 101886-101886
  • DOI: 10.1016/j.eucr.2021.101886
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Urodynamic effectiveness of a beta-3 adrenoreceptor agonist (vibegron) for a pediatric patient with anticholinergic-resistant neurogenic detrusor overactivity: a case report (2021)
  • Author(s): Kato T, Mizuno K, Nishio H, Yasui T, Hayashi Y.
  • Journal Title: Journal of Medical Case Reports Volume: 15 Issue: 1 Pages: 86-86
  • DOI: 10.1186/s13256-020-02564-w
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Antireflux endoscopic injection therapy in postpubertal patients via techniques adopted for the dilated ureteral orifice (2021)
  • Author(s): Maruyama T, Mizuno K, Nishio H, Kato T, Hamakawa T, Ikegami Y, Yasui T, Hayashi Y.
  • Journal Title: BMC Urology Volume: 21 Issue: 1 Pages: 70-75
  • DOI: 10.1186/s12894-021-00842-3
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A novel method of transvesicoscopic ureteral reimplantation of an ectopic ureter with a mate ureter in a duplex kidney (2021)
  • Author(s): Nishio H, Mizuno K, Matsumoto D, Kato T, Hideyuki K, Satoshi K, Maruyama T, Yasui T, Hayashi Y.
  • Journal Title: IJU Case Reports Volume: 5 Issue: 2 Pages: 132-135
  • DOI: 10.1002/iju5.12401
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Disorganization of claudin-11 and dysfunction of the blood-testis barrier during puberty in a cryptorchid rat model (2020)
  • Author(s): Kato Taiki、Mizuno Kentaro、Nishio Hidenori、Moritoki Yoshinobu、Kamisawa Hideyuki、Kurokawa Satoshi、Nakane Akihiro、Maruyama Tetsuji、Ando Ryosuke、Hayashi Yutaro、Yasui Takahiro
  • Journal Title: Andrology Volume: - Issue: 5 Pages: 231-235
  • DOI: 10.1111/andr.12788
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Guidelines for the medical management of pediatric vesicoureteral reflux. (2020)
  • Author(s): Miyakita H, Hayashi Y, Mitsui T, Okawada M, Kinoshita Y, Kimata T, Koikawa Y, Sakai K, Satoh H, Tokunaga M, Naitoh Y, Niimura F, Matsuoka H, Mizuno K, Kaneko K, Kubota M
  • Journal Title: International Journal of Urology Volume: 27 Issue: 6 Pages: 480-490
  • DOI: 10.1111/iju.14223
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Appropriate timing of performing abdominal ultrasonography and termination of follow-up observation for antenatal grade 1 or 2 hydronephrosis. (2020)
  • Author(s): Nakane A, Mizuno K, Kato T, Nishio H, Kamisawa H, Kurokawa S, Maruyama T, Yasui T, Hayashi Y
  • Journal Title: BMC Urology Volume: 20 Issue: 1 Pages: 178-178
  • DOI: 10.1186/s12894-020-00750-y
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Genetic and histopathological analysis of Transverse testicular ectopia without persistent Mullerian duct syndrome: two case reports. (2020)
  • Author(s): Nagai T, Mizuno K, Usami M, Nishio H, Kato T, Nakane A, Matsumoto D, Kurokawa S, Kamisawa H, Maruyama T, Yasui T, Hayashi Y
  • Journal Title: Journal of Medical Case Report Volume: 14 Issue: 1 Pages: 233-233
  • DOI: 10.1186/s13256-020-02559-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Robot-Assisted Radical Cystectomy for Pediatric Bladder Rhabdomyosarcoma. (2020)
  • Author(s): Nishio H, Mizuno K, Kawase K, Kato T, Kamisawa H, Kurokawa S, Nakane A, Ando R, Maruyama T, Yasui T, Hayashi Y.
  • Journal Title: J Endourol Case Rep. Volume: 6 Issue: 4 Pages: 461-464
  • DOI: 10.1089/cren.2020.0116
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 停留精巣における造精機能障害 (2022)
  • Author(s): 水野健太郎、西尾英紀、林祐太郎
  • Organizer: 第32回臨床内分泌代謝Update
• [Presentation] 膀胱外アプローチによる腹腔鏡・ロボット膀胱尿管逆流防止術の現状 (2022)
  • Author(s): 水野健太郎、西尾英紀、中根明宏、丸山哲史、戸澤啓一、安井孝周、林祐太郎
  • Organizer: 第35回日本内視鏡外科学会総会
• [Presentation] 停留精巣の最新診療 (2022)
  • Author(s): 水野健太郎
  • Organizer: 第74回西日本泌尿器科学会総会
• [Presentation] 小児におけるロボット支援腹腔鏡下腎盂形成術 (2022)
  • Author(s): 水野健太郎、西尾英紀、戸澤啓一、安井孝周、林祐太郎
  • Organizer: 第36回日本泌尿器内視鏡・ロボティクス学会総会
• [Presentation] 乳児両側高度VUR（Ⅳ / Ⅴ）、両側高度VUR症例に対する腹腔鏡・ロボット手術の治療成績 (2022)
  • Author(s): 水野健太郎、西尾英紀、林祐太郎
  • Organizer: 第31回日本小児泌尿器科学会総会
• [Presentation] Analysis of the Role of Thyroid Function in the Differentiation Process of Spermatogonial Stem Cells in Cryptorchid Testes (2021)
  • Author(s): Mizuno K, Nishio H, Matsumoto D, Kato T, Nakane A, Maruyama T, Yasui T, Hayashi Y.
  • Organizer: AUA 2021 Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 腹腔鏡・ロボット支援下膀胱尿管逆流防止術における逆流消失に寄与する要因の検討 (2021)
  • Author(s): 水野健太郎、西尾英紀、林祐太郎
  • Organizer: 第30回日本小児泌尿器科学会総会
• [Presentation] 教育講演「論文の書き方～症例報告から始めよう、はじめの一歩～」 (2021)
  • Author(s): 水野健太郎
  • Organizer: 第30回日本小児泌尿器科学会総会
• [Presentation] シンポジウム「ロボット腎盂形成術ー温故創新」二次治療としてのロボット腎盂形成術 (2021)
  • Author(s): 水野健太郎、西尾英紀、黒川覚史、加藤大貴、戸澤啓一、安井孝周、林祐太郎
  • Organizer: 第33回日本内視鏡外科学会総会
• [Presentation] ロボット腎盂形成術におけるFireflyの使用経験 (2021)
  • Author(s): 水野健太郎、西尾英紀、中根明宏、濵本周造、丸山哲史、戸澤啓一、安井孝周、林祐太郎
  • Organizer: 第35回日本泌尿器内視鏡学会
• [Presentation] シンポジウム「ロボット支援腹腔鏡下腎盂形成術（RLPP）～普及のために必要なこと～」ロボット腎盂形成術の普及のために：「腹腔鏡手術の経験は必要」の立場から (2021)
  • Author(s): 水野健太郎、西尾英紀、黒川覚史、中根明宏、丸山哲史、戸澤啓一、安井孝周、林祐太郎
  • Organizer: 第35回日本泌尿器内視鏡学会
• [Presentation] ワークショップ「小児ロボット手術の幕開け」小児膀胱尿管逆流に対するロボット支援手術 (2021)
  • Author(s): 水野健太郎、西尾英紀、黒川覚史、中根明宏、丸山哲史、戸澤啓一、安井孝周、林祐太郎
  • Organizer: 第34回日本内視鏡外科学会総会
• [Presentation] ワークショップ「ロボット支援手術の新たな術式」ロボット支援腹腔鏡下腎盂形成術の新たな展開 (2021)
  • Author(s): 水野健太郎、西尾英紀、中根明宏、丸山哲史、戸澤啓一、安井孝周、林祐太郎
  • Organizer: 第109回日本泌尿器科学会総会
• [Presentation] Surgical outcomes and properties of laparoscopic and robot-assisted laparoscopic ureteral re-implantation in pediatric patients with vesicoureteral reflux: a comparative study. (2020)
  • Author(s): Mizuno K, Nishio H, Kato T, Nakane A, Maruyama T, Tozawa K, Yasui T, Hayashi Y
  • Organizer: Society for Pediatric Urology’s 68th Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Potential role of EEF1A1 and TPT1 genes expressed in the spermatogonial stem cells as a predictive factor of subsequent testicular growth. (2020)
  • Author(s): Mizuno K, Nishio H, Kato T, Kamisawa H, Moritoki Y, Kurokawa S, Nakane A, Maruyama T, Yasui T, Hayashi Y
  • Organizer: AUA 2020 Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 停留精巣の造精機能障害における血液精巣関門の意義 ーCLDN11タンパク発現と超微細構造の解析ー (2020)
  • Author(s): 加藤大貴、水野健太郎、西尾英紀、安井孝周、林祐太郎
  • Organizer: 第108回 日本泌尿器科学会総会
• [Presentation] 小児泌尿器科領域の基礎研究の現状と展望 (2020)
  • Author(s): 水野健太郎、西尾英紀、加藤大貴、中根明宏、丸山哲史、安井孝周、林祐太郎
  • Organizer: 第108回 日本泌尿器科学会総会
• [Presentation] 精細管ステージ特異的なapical ectoplasmic specializationの遺伝子発現解析 (2020)
  • Author(s): 武田知樹、岩月正一郎、野崎哲史、西尾英紀、窪田裕樹、神谷浩行、水野健太郎、最上徹、林祐太郎、梅本幸裕、安井孝周
  • Organizer: 第108回 日本泌尿器科学会総会