in vitroにおいて継続的に精子を産生する新規培養系の開発

• 研究領域: 動物における配偶子産生システムの制御
• 研究課題/領域番号: 25114007
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 小川 毅彦 横浜市立大学, 生命医科学研究科, 教授 (50254222)
• 研究分担者: 木村 啓志 東海大学, 工学部, 准教授 (40533625)
• 連携研究者: 佐藤 卓也 横浜市立大学, 生命医科学研究科, 特任助教 (70599505)
• 研究期間 (年度): 2013-06-28 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 172,900千円 (直接経費: 133,000千円、間接経費: 39,900千円); 2017年度: 31,070千円 (直接経費: 23,900千円、間接経費: 7,170千円); 2016年度: 31,070千円 (直接経費: 23,900千円、間接経費: 7,170千円); 2015年度: 31,070千円 (直接経費: 23,900千円、間接経費: 7,170千円); 2014年度: 26,650千円 (直接経費: 20,500千円、間接経費: 6,150千円); 2013年度: 53,040千円 (直接経費: 40,800千円、間接経費: 12,240千円)
• キーワード: 精子形成 / 器官培養 / 男性不妊症 / 器官培養法 / マイクロ流体システム / 精子幹細胞 / 生殖医療

研究成果の概要

器官培養法のスタンダードである気相液相境界部培養法に、マイクロ流体システムを導入した新しい培養法を開発した。これにより、マウス精巣組織を用いてin vitroにおいて長期間（6か月）にわたり精子形成を継続することに成功した。産生された精子での顕微授精で産仔も得られた。マイクロ流体デバイスの簡素化と汎用化も行った。牛血清由来物を用いているこれまでの培養液を改良するために、化学組成の明らかな培養液を開発した。この培養液を用いてマウスin vitro精子形成を行い、半数体細胞の産生にも成功した。またin vitro精子形成における、レチノイン酸、各種脂質、各種ホルモンの重要性が明らかとなった。

研究成果

• [国際共同研究] Centre for Cancer Research/and Cell Biology,/Queen's University Belfast(United Kingdom)
• [雑誌論文] A monolayer microfluidic device supporting mouse spermatogenesis with improved visibility. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka H, Komeya M, Nakamura H, Sanjo H, Sato T, Yao M, Kimura H, Fujii T, Ogawa T.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 印刷中 号: 4 ページ: 885-891
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.04.180
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vitro mouse spermatogenesis with an organ culture method in chemically defined medium. (2018)
  • 著者名/発表者名: Sanjo H, Komeya M, Sato T, Abe T, Katagiri K, Yamanaka H, Ino Y, Arakawa N, Hirano H, Yao T, Asayama Y, Matsuhisa A, Yao M, Ogawa T.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 12 号: 2 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0192884
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Pumpless microfluidic system driven by hydrostatic pressure induces and maintains mouse spermatogenesis in vitro. (2017)
  • 著者名/発表者名: Komeya M, Hayashi K, Nakamura H, Yamanaka H, Sanjo H, Kojima K, Sato T, Yao M, Kimura H, Fujii T, Ogawa T.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 13 号: 1 ページ: 15459-15459
  • DOI: 10.1038/s41598-017-15799-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A noncoding RNA containing a SINE-B1 motif associates with meiotic metaphase chromatin and has an indispensable function during spermatogenesis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakajima R, Sato T, Ogawa T, Okano H, Noce T.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 28 号: 6 ページ: 1-19
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0179585
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] SHISA6 Confers Resistance to Differentiation-Promoting Wnt/β-Catenin Signaling in Mouse Spermatogenic Stem Cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tokue M, Ikami K, Mizuno S, Takagi C, Miyagi A, Takada R, Noda C, Kitadate Y, Hara K, Mizuguchi H, Sato T, Taketo MM, Sugiyama F, Ogawa T, Kobayashi S, Ueno N, Takahashi S, Takada S, Yoshida S.
  • 雑誌名: Stem Cell Reports. 巻: 8 号: 3 ページ: 561-575
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2017.01.006
  • NAID: 120005997826
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Spermatogenesis in Explanted Fetal Mouse Testis Tissues. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kojima K, Sato T, Naruse Y, Ogawa T.
  • 雑誌名: Biology of Reproduction 巻: 95 号: 3 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1095/biolreprod.116.140277
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Long-term ex vivo maintenance of testis tissues producing fertile sperm in a microfluidic device (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Komeya, H. Kimura, H. Nakamura, T. Yokonishi, T. Sato, K. Kojima, K. Hayashi, K. Katagiri, H. Yamanaka, H. Sanjo, M. Yao, S. Kamimura, K. Inoue, N. Ogonuki, A. Ogura, T. Fujii, T. Ogawa
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 号: 1 ページ: 21472-21472
  • DOI: 10.1038/srep21472
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cryopreservation of testis tissue and in vitro spermatogenesis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yokonishi T, Ogawa T
  • 雑誌名: Reprod Med Biol 巻: 15 号: 1 ページ: 21-28
  • DOI: 10.1007/s12522-015-0218-4
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] 精巣の加齢現象 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小川毅彦
  • 雑誌名: Medical Science Digest 巻: 42 ページ: 17-19
• [雑誌論文] 精巣組織の凍結 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山中弘行、湯村 寧、小川毅彦
  • 雑誌名: Pharma Medica 巻: 34 ページ: 31-34
• [雑誌論文] In Vitro Spermatogenesis in Explanted Adult Mouse Testis Tissues (2015)
  • 著者名/発表者名: Sato T, Katagiri K, Kojima K, Komeya M, Yao M, Ogawa T
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10 号: 6 ページ: e0130171-e0130171
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0130171
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 酸化ストレスと精巣 (2015)
  • 著者名/発表者名: 古目谷 暢、小川毅彦
  • 雑誌名: 腎臓内科・泌尿器科 巻: 2 ページ: 27-33
• [雑誌論文] 精子幹細胞研究の展望 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐藤卓也、小川毅彦
  • 雑誌名: 臨床婦人科産科 巻: 69 ページ: 786-790
• [雑誌論文] Genome editing in mouse spermatogonial stem cell lines using TALEN and double-nicking CRISPR/Cas9 (2015)
  • 著者名/発表者名: Sato T, Sakuma T, Yokonishi T, Katagiri K, Kamimura S, Ogonuki N, Ogura A, Yamamoto T, Ogawa T
  • 雑誌名: Stem Cell Reports 巻: 4 ページ: 1-1
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Offspring production with sperm grown in vitro from cryopreserved testis tissues (2014)
  • 著者名/発表者名: Yokonishi T, Sato T, Komeya M, Katagiri K, Kubota Y, Nakabayashi K, Hata K, Inoue K, Ogonuki N, Ogura A, Ogawa T
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 5 号: 1 ページ: 4320-4320
  • DOI: 10.1038/ncomms5320
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 精子幹細胞 (2014)
  • 著者名/発表者名: 古目谷 暢、小川毅彦
  • 雑誌名: Hormone Frontier in Gynecology 巻: 21 ページ: 131-136
• [雑誌論文] 精子幹細胞と精子形成：ex vivo cultureの可能性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤卓也、横西哲広、小川毅彦
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 32 ページ: 859-864
• [雑誌論文] 精巣組織の凍結保存 (2014)
  • 著者名/発表者名: 横西哲弘、小川毅彦
  • 雑誌名: 臨床産婦人科 巻: 68 ページ: 54-63
• [雑誌論文] In vitro sperm production from mouse spermatogonial stem cell lines using an organ culture method. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato T, Katagiri K, Kubota Y, Ogawa T
  • 雑誌名: Nature Protocol 巻: 8 号: 11 ページ: 2098-2104
  • DOI: 10.1038/nprot.2013.138
  • 査読あり
• [雑誌論文] In Vitro Reconstruction of Mouse Seminiferous Tubules Supporting Germ Cell Differentiation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yokonishi T, Sato T, Katagiri K, Komeya M, Kubota Y, Ogawa T
  • 雑誌名: Biology of Reproduction 巻: 89 号: 1 ページ: 15-15
  • DOI: 10.1095/biolreprod.113.108613
  • 査読あり
• [学会発表] in vitro精子形成の進展 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小川毅彦
  • 学会等名: 第10回広島生殖医療研究会
  • 発表場所: リーガロイヤルホテル広島（広島県広島市）
  • 年月日: 2017-02-18
  • 招待講演
• [学会発表] 精巣器官培養法を用いた精子形成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小川毅彦
  • 学会等名: 生命科学系学会合同年次大会（第40回日本分子生物学会、第90回日本生化学会）
• [学会発表] 精巣組織培養の工夫と可能性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小川毅彦
  • 学会等名: 第48回精子研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 精巣組織培養の進歩と課題 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小川毅彦
  • 学会等名: 第19回横浜ART研究会
  • 招待講演
• [学会発表] In vitro Spermatogenesis with Refined Organ Culture Methods (2017)
  • 著者名/発表者名: Takehiko Ogawa
  • 学会等名: The International Research Symposium on Regulation of Germ Cell Development in vivo and in vitro
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 精巣組織培養の進歩と課題 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小川毅彦
  • 学会等名: 第39回中部生殖医学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 精巣組織器官培養の可能性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小川毅彦
  • 学会等名: 第105回日本泌尿器科学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] 体外での雄性配偶子形成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小川毅彦
  • 学会等名: 第19回麻布大学 生殖・発生工学セミナー
  • 発表場所: 麻布大学獣医学部（神奈川県相模原市）
  • 年月日: 2016-12-18
  • 招待講演
• [学会発表] 精巣組織の器官培養による精子形成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小川毅彦
  • 学会等名: 第 24 回精子形成・精巣毒性研究会
  • 発表場所: エーザイ株式会社本社（東京都文京区）
  • 年月日: 2016-12-03
  • 招待講演
• [学会発表] 精巣組織の器官培養 ヒト精子形成の開発を目指して (2016)
  • 著者名/発表者名: 小川毅彦
  • 学会等名: 第61回日本生殖医学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-11-04
  • 招待講演
• [学会発表] In vitro spermatogenesis with organ culture methods (2016)
  • 著者名/発表者名: Takehiko Ogawa
  • 学会等名: 72nd American Society for Reproductive Medicine 2016 Scientific Congress
  • 発表場所: Salt Lake City, USA
  • 年月日: 2016-10-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] In vitro Spermatogenesis with Refined Organ Culture Methods (2016)
  • 著者名/発表者名: Takehiko Ogawa
  • 学会等名: 49th Annual Meeting of Society for the Study of Reproduction
  • 発表場所: San Diego, California, USA
  • 年月日: 2016-07-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 器官培養でのin vitro精子形成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小川毅彦
  • 学会等名: 第121回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: ビッグパレットふくしま（福島県郡山市））
  • 年月日: 2016-03-28
  • 招待講演
• [学会発表] in vitro精子形成の試み (2016)
  • 著者名/発表者名: 小川毅彦
  • 学会等名: 第58回北海道生殖医学会総会・学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学医学部学友会館（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-02-20
  • 招待講演
• [学会発表] 精巣の凍結保存 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小川毅彦
  • 学会等名: がんと生殖に関するシンポジウム2016
  • 発表場所: 都市センターホテル（東京千代田区）
  • 年月日: 2016-02-07
  • 招待講演
• [学会発表] 精巣組織片の長期培養と精子形成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小川毅彦
  • 学会等名: 第7回泌尿器抗加齢医学研究会
  • 発表場所: 梅田スカイビル（大阪府大阪市）
  • 年月日: 2015-12-13
  • 招待講演
• [学会発表] 器官培養法による in vitro 精子形成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小川毅彦
  • 学会等名: 第22回ホルモン療法を考える神奈川県医師の会
  • 発表場所: 横浜 崎陽軒（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2015-10-02
  • 招待講演
• [学会発表] 器官培養法によるマウス精子形成の誘導と維持 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小川毅彦
  • 学会等名: 第108回日本繁殖生物学会
  • 発表場所: 宮崎大学（宮崎県宮崎市）
  • 年月日: 2015-09-19
  • 招待講演
• [学会発表] 器官培養法によるin vivo精子形成の再現 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小川毅彦
  • 学会等名: 第36回日本炎症・再生医学会
  • 発表場所: 虎の門ヒルズフォーラム（東京港区）
  • 年月日: 2015-07-22
  • 招待講演
• [学会発表] In Vitro Spermatogenesis using Organ Culture Systems (2015)
  • 著者名/発表者名: Ｔａｋｅｈｉｋｏ Ｏｇａｗａ
  • 学会等名: IFFS/JSRM
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2015-04-29
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] In Vitro Spermatogenesis using Organ Culture Systems (2015)
  • 著者名/発表者名: Takehiko Ogawa
  • 学会等名: IFFS/JSRM
  • 発表場所: パシフィコ横浜 （神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2015-04-29
  • 招待講演
• [学会発表] ex vivo cultureによる体外精子形成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小川毅彦
  • 学会等名: 第10回日本生殖再生医学会
  • 発表場所: 京都メルパルク（京都府京都市）
  • 年月日: 2015-03-22
  • 招待講演
• [学会発表] “in vitro spermatogenesis in explanted adult mouse testis tissues (2014)
  • 著者名/発表者名: Takehiko Ogawa
  • 学会等名: Gordon Research Conference, Mammalian Reproduction
  • 発表場所: Colby Sawyer College, USA
  • 年月日: 2014-08-10 – 2014-08-16
• [学会発表] 精子幹細胞の器官培養法による精子形成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小川毅彦
  • 学会等名: 第32回日本受精着床学会総会・学術講演会 シンポジウム
  • 発表場所: ハイアットリージェンシー東京（東京都）
  • 年月日: 2014-08-01
  • 招待講演
• [学会発表] 器官培養法によるin vitro精子形成：展望と課題 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小川毅彦
  • 学会等名: 第33回日本アンドロロジー学会
  • 発表場所: 軽井沢プリンスホテ（長野県）
  • 年月日: 2014-06-13
  • 招待講演
• [学会発表] In vitroにおける精子形成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小川毅彦
  • 学会等名: 日本生殖医学会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • 招待講演
• [学会発表] In vitro spermatogenesis using an organ culture system (2013)
  • 著者名/発表者名: Takehiko Ogawa
  • 学会等名: The 9th Conference ofthe Pacific Rim Society for Fertility and Sterility
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • 招待講演
• [学会発表] In vitro maturation of sperm (2013)
  • 著者名/発表者名: Takehiko Ogawa
  • 学会等名: 59th Annual meeting of Canadian Fertility and Andrology Society
  • 発表場所: Victoria, Canada
  • 招待講演
• [図書] The Biology of Mammalian Spermatogonia (2017)
  • 著者名/発表者名: Ogawa T
  • 総ページ数: 12
  • 出版者: Springer
  • ISBN: 9781493975051
• [図書] In vitro production of functional sperm from neonatal mouse testes, Chapter 4 in “Stem Cells in Reproductive Medicine, 3rd edition” (2013)
  • 著者名/発表者名: Takehiko Ogawa
  • 総ページ数: 187
  • 出版者: CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS
• [備考] Professor Kevin Prise
  • URL: https://pure.qub.ac.uk/portal/en/persons/kevin-prise(1f814a54-3fc0-487d-9205-b210e0652285).html
• [備考] 生殖再生医学・小川毅彦 研究室
  • URL: http://www.tsurumi.yokohama-cu.ac.jp/proteome/ogawa/index.html
• [備考] 生殖再生医学・小川毅彦 研究室
  • URL: http://www.tsurumi.yokohama-cu.ac.jp/proteome/ogawa/index.html