卵母細胞の発生過程における品質管理機構の解析

• 研究課題/領域番号: 18K06261
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分44020:発生生物学関連
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 永松 剛 九州大学, 医学研究院, 准教授 (70453545)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 生殖細胞 / 卵母細胞 / イメージング / 圧力

研究成果の概要

ライブイメージングの手法によって卵母細胞のシストブレイクダウンは徐々に進行していることを明らかとし、この際に失われていく細胞は大きく移動していることを見出した。さらにミトコンドリア状態を観察する独自のES細胞（TREloxMtGR）の解析から卵母細胞のシスト間でミトコンドリアが移動していることを示唆する結果を得ている。
一方で、卵母細胞の品質管理において排卵サイクルの起点となる原始卵胞の制御機構の重要性に着目し、生体内の原始卵胞の解析をすすめた。そして、原始卵胞は卵巣皮質に存在し、豊富な細胞外基質により加圧状態にあり、圧力状態が原始卵胞の制御に関わることを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

哺乳類の卵母細胞は出生後に増えることはなく、原始卵胞において静止期、活性化を制御することにより持続した排卵サイクルを維持している。この原始卵胞が物理的圧力下にあるという成果はこれまであまり解析されてきていない原始卵胞の置かれている環境要因の重要性を示唆する学術的に意義深いものであり、加圧培養という新たな手法によって生体外でこれまでは誘導できなかった原始卵胞の誘導に成功している。このことは今後の生殖補助医療分野への発展につながる社会的意義も大きいものである。

研究成果

• [雑誌論文] Environmental factors for establishment of the dormant state in oocytes (2020)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Katsuhiko、Shimamoto So、Nagamatsu Go
  • 雑誌名: Development, Growth & Differentiation 巻: 62 号: 3 ページ: 150-157
  • DOI: 10.1111/dgd.12653
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 卵巣内の微小環境としての圧力 ～原始卵胞の活性化制御～ (2020)
  • 著者名/発表者名: 永松剛、林克彦
  • 雑誌名: 高圧力の科学と技術 巻: 30 ページ: 20-27
  • NAID: 130007869223
  • 査読あり
• [雑誌論文] Germ cell-intrinsic effects of sex chromosomes on early oocyte differentiation in mice. (2020)
  • 著者名/発表者名: Hamada N, Hamazaki N, Shimamoto S, Hikabe O, Nagamatsu G, Takada Y, Kato K, Hayashi K.
  • 雑誌名: PLoS Genetiｃｓ 巻: 16 号: 3 ページ: e1008676-e1008676
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1008676
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Lack of whey acidic protein (WAP) four-disulfide core domain protease inhibitor 2 (WFDC2) causes neonatal death from respiratory failure in mice. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakajima K, Ono M, Radovic U, Dizdarevic S, Tomizawa SI, Kuroha K, Nagamatsu G, Hoshi I, Matsunaga R, Shirakawa T, Kurosawa T, Miyazaki Y, Seki M, Suzuki Y, Koseki H, Nakamura M, Suda T, Ohbo K.
  • 雑誌名: Disease Models & Mechanisms 巻: 12 ページ: 40139-40139
  • DOI: 10.1242/dmm.040139
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Generation of Nanog reporter mice that distinguish pluripotent stem cells from unipotent primordial germ cells. (2019)
  • 著者名/発表者名: Terada M, Kawamata M, Kimura R, Sekiya S, Nagamatsu G, Hayashi K, Horisawa K, Suzuki A.
  • 雑誌名: Genesis 巻: 57 号: 11-12
  • DOI: 10.1002/dvg.23334
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanical stress accompanied with nuclear rotation is involved in the dormant state of mouse oocytes. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nagamatsu G, Shimamoto S, Hamazaki N, Nishimura Y, Hayashi K.
  • 雑誌名: Science Advances 巻: 5 号: 6
  • DOI: 10.1126/sciadv.aav9960
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Hypoxia induces the dormant state in oocytes through expression of Foxo3. (2019)
  • 著者名/発表者名: Shimamoto S, Nishimura Y, Nagamatsu G, Hamada N, Kita H, Hikabe O, Hamazaki N, Hayashi K.
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 巻: 116 号: 25 ページ: 12321-12326
  • DOI: 10.1073/pnas.1817223116
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 卵母細胞の活性化、静止期維持を制御する外的環境の解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 永松剛，林克彦
  • 学会等名: 繁殖生物学会
• [学会発表] 原始卵胞卵の活性化、静止期維持を制御する外的環境の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 永松剛，林克彦
  • 学会等名: 分子生物学会
• [備考] NEWS RELEASE 26-JUN-2019
  • URL: https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-06/ku-kur062519.php
• [備考] マウスES細胞から休止状態の卵母細胞を体外培養で作製することに世界で初めて成功
  • URL: https://www.kyushu-u.ac.jp/ja/researches/view/338
• [備考] 原始卵胞卵の維持機構に物理的圧力が関わることを解明
  • URL: http://www.med.kyushu-u.ac.jp/app/modules/information/detail.php?i=1111&c=10
• [備考] 卵巣皮質に眠る「原始卵胞」は、加圧下で細胞核を回転し静止期を維持している
  • URL: https://academist-cf.com/journal/?p=11942
• [産業財産権] 始原生殖細胞をin vitroで原始卵胞に分化する方法 (2019)
  • 発明者名: 永松剛、西村洋平、島本走、林克彦
  • 権利者名: 永松剛、西村洋平、島本走、林克彦
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2019
  • 外国
• [産業財産権] 始原生殖細胞をin vitroで原始卵胞に分化する方法 (2018)
  • 発明者名: 永松剛、西村洋平、林克彦
  • 権利者名: 永松剛、西村洋平、林克彦
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2018-117988
  • 出願年月日: 2018