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家畜をモデルとした卵子脂質量を制御する分子背景とメタボリックメモリーに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16J07329
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 統合動物科学
研究機関東京農業大学

研究代表者

伊丹 暢彦  東京農業大学, 農学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2018年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2017年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2016年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード卵子 / ミトコンドリア / Heat stress / SIRT1 / 品質管理 / 脂肪酸 / アセチル化 / 脂質 / 顆粒層細胞 / 解糖系 / acH4K12
研究実績の概要

申請者は三年目に、ミトコンドリアの品質管理を人為的に制御する方法を模索した。卵子内のミトコンドリアは分解と合成のバランスの基にその量が制御されており、このミトコンドリア品質管理機構の存在は卵子の質を維持する上で重要である。申請者は卵子の質の向上を目的とし、卵子培養中の短期間の高温処理によりミトコンドリア品質管理が促進されると仮説を立て、検討した。
通常培養環境より3℃高い41.5℃にて1時間処理すると、熱ショックタンパク質であるHeat Shock Protein 72 (HSP72)の卵子内における発現が増加した。さらに処理後23時間が経過すると、卵子内においてミトコンドリア品質管理を制御しているSIRT1の発現が上昇していた。このSIRT1発現の上昇は、非高温処理のHSP72活性化剤処理卵子でも同様に観察されたため、高温処理がHSP72を介してSIRT1発現を制御することが示唆された。
次にミトコンドリア数を測定したところ、高温処理区と非処理区の間で差は見られなかった。しかし、卵子培養培地にミトコンドリア分解を行うプロテアソームの阻害剤(MG132)を添加したところ、非高温処理卵子と比較して高温処理卵子のミトコンドリア数が有意に増加した。このことから、高温処理卵子ではミトコンドリアの分解と合成の双方が活性化し、ミトコンドリアが作り変えられていることが示唆された。そこで高温処理卵子のミトコンドリア活性を調査したところ、ミトコンドリア膜電位活性とATP含量が有意に増加していた。このことから、短期間の高温処理は卵子内のミトコンドリア品質管理を促進させ、ミトコンドリアの質を総体的に向上させていることが考えられた。また、高温処理卵子では胚発生能力の向上が認められたため、この方法が卵子の質向上に有効であることが示された。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 8件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Short-term heat stress induces mitochondrial degradation and biogenesis and enhances mitochondrial quality in porcine oocytes2018

    • 著者名/発表者名
      Itami N, Shirasuna K, Kuwayama T, Iwata H
    • 雑誌名

      Journal of Thermal Biology

      巻: 74 ページ: 256-263

    • DOI

      10.1016/j.jtherbio.2018.04.010

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mitochondrial dysfunction in cumulus-oocyte complexes increases cell-free mitochondrial DNA2018

    • 著者名/発表者名
      Kansaku K, Munakata Y, Itami N, Shirasuna K, Kuwayama T, Iwata H.
    • 雑誌名

      Journal of Reproduction and Development

      巻: 64 号: 3 ページ: 261-266

    • DOI

      10.1262/jrd.2018-012

    • NAID

      130007409988

    • ISSN
      0916-8818, 1348-4400
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Palmitic acid induces ceramide accumulation, mitochondrial protein hyperacetylation, and mitochondrial dysfunction in porcine oocytes2018

    • 著者名/発表者名
      Itami N, Shirasuna K, Kuwayama T, Iwata H.
    • 雑誌名

      Biology of Reproduction

      巻: 97 号: 5 ページ: 644-653

    • DOI

      10.1093/biolre/ioy023

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-esterified fatty acid-associated ability of follicular fluid to support porcine oocyte maturation and development.2018

    • 著者名/発表者名
      Ogawa K, Itami N, Ueda M, Kansaku K, Shirasuna K, Kuwayama T, Iwata H
    • 雑誌名

      Reproductive Medicine and Biology

      巻: 17 号: 2 ページ: 155-163

    • DOI

      10.1002/rmb2.12084

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Maternal aging affects oocyte resilience to carbonyl cyanide-m-chlorophenylhydrazone -induced mitochondrial dysfunction in cows.2017

    • 著者名/発表者名
      Kansaku K, Takeo S, Itami N, Kin A, Shirasuna K, Kuwayama T, Iwata H.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 12 号: 11 ページ: e0188099-e0188099

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0188099

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Differential effects of mitochondrial inhibitors on porcine granulosa cells and oocytes.2017

    • 著者名/発表者名
      Kansaku K, Itami N, Kawahara-Miki R, Shirasuna K, Kuwayama T, Iwata H
    • 雑誌名

      Theriogenology

      巻: 103 ページ: 98-103

    • DOI

      10.1016/j.theriogenology.2017.07.049

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of aging on telomere lengths in bovine oocytes and granulosa cells2017

    • 著者名/発表者名
      Kin A, Kansaku K, Sumiya M, Itami N, Shirasuna K, Kuwayama T, Iwata H
    • 雑誌名

      Journal of Mammalian Ova Research

      巻: 34 号: 1 ページ: 37-43

    • DOI

      10.1274/032.034.0101

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Promotion of glucose utilization by insulin enhances granulosa cell proliferation and developmental competence of porcine oocyte grown in vitro.2016

    • 著者名/発表者名
      Itami N, Munakata Y, Shirasuna K, Kuwayama T, Iwata H
    • 雑誌名

      Zygote

      巻: 13 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1017/s0967199416000356

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relationship between the number of cells surrounding oocytes and energy states of oocytes.2016

    • 著者名/発表者名
      Munakata Y, Ichinose T, Ogawa K, Itami N, Tasaki H, Shirasuna K, Kuwayama T, Iwata H
    • 雑誌名

      Theriogenology

      巻: 86 号: 7 ページ: 1789-1798

    • DOI

      10.1016/j.theriogenology.2016.05.036

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gene expression patterns in granulosa cells and oocytes at various stages of follicle development as well as in <i>in vitro</i> grown oocyte-and-granulosa cell complexes2016

    • 著者名/発表者名
      Munakata Y, Kawahara-Miki R, Shiratsuki S, Tasaki H, Itami N, Shirasuna K, Kuwayama T, Iwata H
    • 雑誌名

      Journal of Reproduction and Development

      巻: 62 号: 4 ページ: 359-366

    • DOI

      10.1262/jrd.2016-022

    • NAID

      130005406818

    • ISSN
      0916-8818, 1348-4400
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Mitochondrial quality control in mammalian oocytes2019

    • 著者名/発表者名
      Itami N
    • 学会等名
      11th HOPE MEETING with Nobel Laureates
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mitochondrial quality control in mammalian oocytes2018

    • 著者名/発表者名
      Itami N, Iwata H
    • 学会等名
      Japan-Korea-China young researchers’ symposium “Organella Dynamics in Reproductive Biology”
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Short-term heat stress induces mitochondrial degradation and biogenesis and enhances mitochondrial quality in porcine oocytes2018

    • 著者名/発表者名
      Itami N, Shirasuna K, Kuwayama T, Iwata H
    • 学会等名
      Society for the Study of Reproduction 2018 Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 短期間の高温処理はブタ卵子の SIRT1 活性を介してミトコンドリア分解と生合成を引き起こす2017

    • 著者名/発表者名
      伊丹暢彦, 白砂孔明, 桑山岳人, 岩田尚孝
    • 学会等名
      第62回日本生殖医学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ミトコンドリア機能不全はブタ顆粒層細胞からの細胞外ミトコンドリア DNA の放出を惹起する2017

    • 著者名/発表者名
      岩田尚孝, 神作 和樹, 宗像 祥久, 伊丹 暢彦
    • 学会等名
      第62回日本生殖医学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 卵胞液中の遊離脂肪酸と卵子の発育能力について2017

    • 著者名/発表者名
      小川佳織, 伊丹暢彦, 白砂孔明, 桑山岳人, 岩田尚孝
    • 学会等名
      第62回日本生殖医学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 卵胞液は卵子の質と顆粒層細胞数を決定する2017

    • 著者名/発表者名
      植田愛美, 伊丹暢彦, 宗像祥久, 白砂孔明, 桑山岳人, 岩田尚孝
    • 学会等名
      第62回日本生殖医学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Palmitic acid induced ceramide accumulation causes mitochondrial dysfunction through down-regulation of AMPK/SIRT3 pathway in oocytes2017

    • 著者名/発表者名
      Itami N, Ueda M, Shirasuna K, Kuwayama T, Iwata H
    • 学会等名
      The 4th World Congress of Reproductive Biology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mitochondria damage increases cell free mitochondrial DNA in spent culture medium of cumulus cells and oocyte complexes2017

    • 著者名/発表者名
      Munakata Y, Kansaku K, Itami N, Kawahara-Miki R, Kuwayama T, Shirasuna K, Iwata H
    • 学会等名
      The 4th World Congress of Reproductive Biology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mechanism of palmitic acid induced deterioration of in vitro development of porcine oocyte-granulosa cells complexes2017

    • 著者名/発表者名
      Shibahara H, Itami N, Shirasuna K, Kuwayama T, Iwata H
    • 学会等名
      The 4th World Congress of Reproductive Biology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mitochondrial inhibitors are effective for oocytes but not granulosa cells2017

    • 著者名/発表者名
      Kansaku K, Itami N, Takeo S, Shirasuna K, Kuwayama T, Iwata H
    • 学会等名
      The 4th World Congress of Reproductive Biology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] パルミチン酸による体外での卵胞発育能低下のメカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      伊丹暢彦, 柴原秀典, 白砂孔明, 桑山岳人, 岩田尚孝
    • 学会等名
      第58回日本卵子学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] パルミチン酸に起因するブタ卵子内ミトコンドリア機能低下のメカニズムとその制御方法2016

    • 著者名/発表者名
      伊丹暢彦, 植田愛美, 白砂孔明, 桑山岳人, 岩田尚孝
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜 (神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] パルミチン酸により惹起される卵子内ミトコンドリア機能不全にはSIRT3の発現低下とミトコンドリアタンパク質の高アセチル化が関与する2016

    • 著者名/発表者名
      伊丹暢彦, 植田愛美, 白砂孔明, 桑山岳人, 岩田尚孝
    • 学会等名
      第109回日本繁殖生物学会大会
    • 発表場所
      麻布大学 (神奈川県相模原市)
    • 年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Palmitic acid induces mitochondrial protein acetylation and inhibits mitochondrial function in porcine oocytes2016

    • 著者名/発表者名
      Itami N, Ueda M, Shirasuna K, Kuwayama T and Iwata H
    • 学会等名
      18th International Congress on Animal Reproduction
    • 発表場所
      Le Vinci, Tours, France
    • 年月日
      2016-06-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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