Constructing primate testes in mice by replacing testicular cells
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22K18356
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 42:Veterinary medical science, animal science, and related fields
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| Research Institution | National Center for Child Health and Development |
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Principal Investigator |
渡部 聡朗 国立研究開発法人国立成育医療研究センター, 細胞医療研究部, 専門職 (40715405)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山海 直 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 医薬基盤研究所 霊長類医科学研究センター, 再雇用職員 (80300937)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥26,000,000 (Direct Cost: ¥20,000,000、Indirect Cost: ¥6,000,000)
Fiscal Year 2024: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2023: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2022: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
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| Keywords | セルトリ細胞 / 霊長類 / 精巣 / ノックインマウス / DTR / 免疫不全マウス / 精子形成 / 不妊 / 生殖細胞移植 / マーモセット |
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| Outline of Research at the Start |
マウスでは見られないヒトの遺伝子や生命現象を研究するために、マーモセットやカニクイザルなどの非ヒト霊長類が使用される。しかし、多くの個体を利用できないといった問題から研究の進展が緩やかである。本研究ではマウス精巣に、ヒトや他の霊長類の精巣を構築してそれらの精子を産生するこれまでにない新しい系を構築する。
このような目的で、免疫不全マウス精巣から体細胞を薬剤依存的に除去できるマウスを産生する。そのためにDTR遺伝子をセルトリ細胞とライディッヒ細胞特異的遺伝子それぞれにノックインする。マウスの細胞を除去した後、マーモセットやヒトの精巣細胞を移植する。それらの精子と次世代マーモセットの産生を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではマウス精巣に、ヒトや他の霊長類の精巣を構築してそれらの精子を産生するこれまでにない新しい系の構築を目指す。そのような系は、発生工学、精子形成の研究、生殖医療の役立つ可能性がある。そのために、マウスの精巣から体細胞を除去してそれに霊長類の細胞を移植することを計画している。昨年度は、セルトリ細胞特異的な遺伝子Cst9より、DTRを発現するノックインマウスを、免疫不全マウスの受精卵を用いて作製した。本年度は、そのマウスを繁殖させてジフテリア毒素を投与し、実際にセルトリ細胞が除去されるかを検討した。そして、マウスの健康に悪影響を与えずにセルトリ細胞を特異的に除去する条件を決定した。投与後6日目にはすべてのセルトリ細胞と、多くの生殖細胞が死滅していた。そして、14日後には精細管内の細胞は全滅していた。それに対して、間質のライディッヒ細胞および精細管を作るmyoid細胞は存在していた。ただ、ジフテリア毒素の投与後、時間が経過すると精細管が非常にもろくなり溶液のinjectionが困難であった。そのため、ジフテリア毒素投与後の早い時期に細胞を移植することにした。移植の条件や霊長類の細胞を移植するためのホストの準備が整ったところで、今後は霊長類の精巣細胞の移植を進めて行く。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまでの経過としては、まずセルトリ細胞特異的遺伝子としてCst9遺伝子を同定した。そして、免疫不全マウスの受精卵において、そのC末端にP2Aを介してDTRをノックインした。それをホストに移植して、ノックインされたファウンダー個体を2匹得た。そのうちの一匹を免疫不全マウスと交配して、F2世代において薬剤投与検討実験を行った。次に、動物に悪影響を与えることなく効果が発揮される濃度を決定した。さらに、薬剤投与後の細胞移植の時期について検討するために、薬物を投与後に経時的にどのような変化が精細管内にみられるのかも観察し、移植の時期を決定した。細胞移植を実施するための準備が整ったところである。当初の予定より少し遅れているものの実験は順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は管内の細胞を除去した精細管に、霊長類の生殖細胞とセルトリ細胞を移植していく。マーモセットの細胞をまずは移植する。数個体に移植を行い、経時的なサンプリングを実施していく。マウスの細胞と霊長類の細胞を区別することが可能な抗体を用いて免疫染色を行い、霊長類の細胞か生着しているか判断する。また、精子形成が確認できれば、その精子をICSIによりマーモセット卵子と受精させ、発生が進むのかをin vitroで観察する。将来的には、ホストに移植し産子が得られるのか調べたい。カニクイザルやヒトの精巣細胞についても移植を行い生着するのかを同様に調べる予定である。
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Report
(3 results)
Research Products
(6 results)
