鳥類精子の受精機構分子基盤における膜ラフトマイクロドメインの機能的役割

• 研究課題/領域番号: 15K07761
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 統合動物科学
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 浅野 敦之 筑波大学, 生命環境系, 助教 (10630981)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 精子 / 先体反応 / 鳥類 / 細胞内シグナリンク / 細胞膜マイクロドメイン / ステロール / 細胞膜 / プロテオミクス / シグナリング / 膜ラフト / AMPK / グルコース / 精子ー卵認識 / 細胞内シグナリング / 受精

研究成果の概要

①膜ラフトの機能性を網羅的に調べるため、ショットガンベース相対定量プロテオミクスを行った結果、82分子が膜ラフトに特異的あるいは豊富に存在することが分かった。
②膜ラフトの先体反応誘起機構における役割を検討した結果、膜ラフトは可溶性および膜貫通型AC活性を制御することでPKA経路を介し、先体反応誘起に関与することが分かった。さらに、グルコースは膜ラフト上のGLUTを介して取り込まれ、AMPKを活性化することで先体反応を促進することも分かった。
③以上の知見を元に精子凍結保存法開発に着手し、ニワトリ精子に種々のステロールを充填すると、凍結融解後の受精能低下を阻止できることが分かった。

研究成果

• [雑誌論文] Characterization of the functions and proteomes associated with membrane rafts in chicken sperm (2017)
  • 著者名/発表者名: Ushiyama A, Tajima A, Ishikawa N, Asano A.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 12 号: 11 ページ: e0186482-e0186482
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0186482
  • NAID: 120007128812
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modification of membrane cholesterol and desmosterol in chicken sperm improves post-thaw survival and prevents impairment of sperm function after cryopreservation. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ushiyama A, Tajima A, Ishikawa N, Asano A.
  • 雑誌名: Reproduction, Fertility and Development 巻: 30 号: 4 ページ: 591-599
  • DOI: 10.1071/rd17076
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development and Preservation of Avian Sperm. (2017)
  • 著者名/発表者名: Asano A, Tajima A.
  • 雑誌名: Advances in Experimental Medicine and Biology 巻: 1001 ページ: 59-73
  • DOI: 10.1007/978-981-10-3975-1_4
  • ISBN: 9789811039744, 9789811039751
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison of Membrane Characteristics between Freshly Ejaculated and Cryopreserved Sperm in the Chicken (2016)
  • 著者名/発表者名: Ushiyama A, Ishikawa N, Tajima A, Asano A
  • 雑誌名: The Journal of Poultry Science 巻: 53 号: 4 ページ: 305-312
  • DOI: 10.2141/jpsa.0160043
  • NAID: 130005433057
  • ISSN: 1346-7395, 1349-0486
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Organization of Membrane Rafts in Chicken Sperm (2016)
  • 著者名/発表者名: Asano A, Kanbe H, Ushiyama A, Tajima A.
  • 雑誌名: The Journal of Poultry Science 巻: 53 号: 3 ページ: 233-239
  • DOI: 10.2141/jpsa.0150160
  • NAID: 130005166199
  • ISSN: 1346-7395, 1349-0486
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 鶏精子の先体反応に及ぼすグルコースの影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 牛山愛・田島淳史・石川尚人・浅野敦之
  • 学会等名: 日本畜産学会第122回大会
  • 発表場所: 神戸大学(兵庫県・神戸市)
  • 年月日: 2017-03-27
• [学会発表] Involvement of membrane rafts in acrosome reaction of avian sperm via cAMP-dependent pathway (2017)
  • 著者名/発表者名: Priyadarshana C, Ishikawa N, Tajima A, Asano A.
  • 学会等名: American Society for Cell Biology Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Membrane rafts regulate acrosome reaction via glucose signaling pathways in chicken sperm (2017)
  • 著者名/発表者名: Ushiyama A, Tajima A, Ishikawa N, Asano A.
  • 学会等名: American Society for Cell Biology Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Membrane rafts regulate acrosome reaction in chicken sperm via PKA pathway. (2017)
  • 著者名/発表者名: Priyadarshana C, Ishikawa N, Tajima A, Asano A.
  • 学会等名: Society for the Study of Reproduction
  • 国際学会
• [学会発表] 鶏精子の先体反応に及ぼすグルコースの影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 牛山愛、田島淳史、石川尚人、浅野敦之.
  • 学会等名: 日本畜産学会第122回大会
• [学会発表] Possible involvement of membrane rafts in functional damages of the cryopreserved chicken sperm. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ushiyama A, Tajima A, Ishikawa N, Asano A.
  • 学会等名: Society for the Study of Reproduction 2016 Annual Meeting
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2016-07-18
  • 国際学会
• [学会発表] ニワトリ精子膜ラフトの生化学分析と機能性の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 牛山愛、田島淳史、石川尚人、浅野敦之.
  • 学会等名: 日本家禽学会2016年度春季大会
  • 発表場所: 日本獣医生命科学大学(東京都･武蔵野市）
  • 年月日: 2016-03-30
• [学会発表] Improvement in fertilizing ability of chicken sperm incorporarated with sterols after cryopreservation (2016)
  • 著者名/発表者名: Ushiyama A, Tajima A, Ishikawa N, Asano A.
  • 学会等名: Ag-ESD Symposium 2016
  • 発表場所: University of Tsukuba(Tsukuba, Ibaraki)
• [学会発表] ニワトリ精子へのコレステロールの充填は凍結融解後の生存率を向上させる (2015)
  • 著者名/発表者名: 牛山愛、田島淳史、石川尚人、浅野敦之
  • 学会等名: 動物生殖工学研究会
  • 発表場所: 実験動物中央研究所(神奈川県･川崎市）
  • 年月日: 2015-11-16
• [学会発表] Incorporation of cholesterol to sperm membranes improves cryosurvivability of chicken sperm. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ushiyama A, Tajima A, Ishikawa N, Asano A.
  • 学会等名: Ag-ESD Symposium 2015
  • 発表場所: University of Tsukuba,Tsukuba,Ibaraki
  • 年月日: 2015-11-16
  • 国際学会
• [学会発表] Membrane microdomains regulate signaling pathway in chicken sperm. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kanbe H, Ishikawa N, Tajima A, Asano A.
  • 学会等名: Ag-ESD Symposium 2015
  • 発表場所: University of Tsukuba,Tsukuba,Ibaraki
  • 年月日: 2015-11-16
  • 国際学会
• [学会発表] ニワトリ凍結融解精子の生存性へ及ぼすコレステロール充填の効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 牛山愛, 田島淳史, 石川尚人, 浅野敦之.
  • 学会等名: 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: 2015-09-17
• [備考] H28年度 筑波大学生命環境科学研究科長表彰(牛山愛)
  • URL: http://www.life.tsukuba.ac.jp/students/gakusei-hyoushou.html
• [備考] 牛山愛さんが「日本家禽学会2016年度春季大会」で優秀発表賞を受賞
  • URL: http://www.nourin.tsukuba.ac.jp/news-5.html#a2
• [備考] 牛山愛さんが「日本家禽学会2016年度春季大会」で優秀発表賞を受賞
  • URL: http://www.life.tsukuba.ac.jp/students/index.html#students_20160331_a