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卵巣間質の間葉系幹細胞に着眼した卵巣加齢化メカニズム解明と予防・根治法開発

研究課題

研究課題/領域番号 19H03108
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分42010:動物生産科学関連
研究機関広島大学

研究代表者

島田 昌之  広島大学, 統合生命科学研究科(生), 教授 (20314742)

研究分担者 中村 隼明  広島大学, 統合生命科学研究科(生), 助教 (30613723)
磯部 直樹  広島大学, 統合生命科学研究科(生), 教授 (80284230)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2019年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワード卵巣 / 線維化 / 妊孕性 / DNAメチル化 / 加齢化 / 間質細胞 / 酸化ストレス / 感染 / 繁殖障害 / 間葉系幹細胞 / 加齢
研究開始時の研究の概要

本研究では,卵巣間質における間葉系幹細胞(MSC)の加齢に伴う変化について,レポーターマウスを用いた動態解析により明らかとする.さらに,加齢化モデルマウスを用いて,MSCの分化誘導機構を分子生物学的および内分泌的に解明する.
家畜の繁殖障害へと応用するため,マウスモデルと供卵牛との組織学的および細胞学的な相違点を解明する.さらに,モデルマウスを用いて,卵巣機能低下の予防・根治法を開発する.

研究成果の概要

加齢や肥満,炎症など多様な原因により卵巣機能が低下し,雌の妊孕性が消失する。本研究において,加齢により卵巣間質細胞の代謝能が低下し,脂肪顆粒が蓄積した老化細胞が出現することがわかった。さらに,老化細胞が分泌するSASP因子により炎症が惹起され,卵巣間質は線維化すること,この一連の変化は,肥満個体においても認められ,卵巣間質の異常が卵巣機能低下を引き起こす重要性が示された。このような間質の変化は,大規模なDNAの脱メチル化が生じた顆粒膜細胞由来の間葉系幹細胞様細胞の多様な分化誘導により引き起こされていた。さらに,一連の起点となる代謝能の低下を改善することで,卵巣機能を回復させることにも成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

加齢や肥満,炎症などにより卵巣機能が低下することは,雌の妊孕性を消失させることから,家畜の生産性のみでなく,ヒトの不妊症にも関連する問題である。しかし,その低下原因が不明であるため,卵巣機能を低下させない予防法や低下した卵巣機能を回復させる根治法の開発は困難であった。本研究において,卵巣間質の代謝活性の低下が,卵巣機能低下の出発点であることが明らかとなり,代謝改善薬により卵巣機能が回復する根治法の開発に成功した。今後,家畜やヒトへの応用には,動物種間で異なる代謝機構の影響などを考慮し,応用研究を実施する計画である。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 4件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 2件、 招待講演 12件)

  • [国際共同研究] Baylor College of Medicine(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Baylor College of Medicine(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Large-scale DNA demethylation occurs in proliferating ovarian granulosa cells during mouse follicular development.2021

    • 著者名/発表者名
      Kawai T, Richards JS, Shimada M.
    • 雑誌名

      Commun Biol.

      巻: 4 号: 1 ページ: 1334-1334

    • DOI

      10.1038/s42003-021-02849-w

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] LH Induces De Novo Cholesterol Biosynthesis via SREBP Activation in Granulosa Cells During Ovulation in Female Mice2021

    • 著者名/発表者名
      Nakanishi Tomoya、Tanaka Risa、Tonai Shingo、Lee Joo Yeon、Yamaoka Manami、Kawai Tomoko、Okamoto Asako、Shimada Masayuki、Yamashita Yasuhisa
    • 雑誌名

      Endocrinology

      巻: 162 号: 11 ページ: 99-99

    • DOI

      10.1210/endocr/bqab166

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Cortisol induces follicle regression, while FSH prevents cortisol-induced follicle regression in pigs2021

    • 著者名/発表者名
      Nakanishi Tomoya、Okamoto Asako、Ikeda Maki、Tate Sachiko、Sumita Miyu、Kawamoto Rie、Tonai Shingo、Lee Joo Yeon、Shimada Masayuki、Yamashita Yasuhisa
    • 雑誌名

      Molecular Human Reproduction

      巻: 27 号: 7 ページ: 99-99

    • DOI

      10.1093/molehr/gaab038

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Pretreatment of ovaries with collagenase before vitrification keeps the ovarian reserve by maintaining cell-cell adhesion integrity in ovarian follicles.2020

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Kawai and Masayuki Shimada
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 10 号: 1 ページ: 6841-6841

    • DOI

      10.1038/s41598-020-63948-y

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Iron deficiency induces female infertile in order to failure of follicular development in mice2020

    • 著者名/発表者名
      Tonai S, Kawabata A, Nakanishi T, Lee JY, Okamoto A, Shimada M, Yamashita Y.
    • 雑誌名

      Journal of Reproduction and Development

      巻: 66 号: 5 ページ: 475-483

    • DOI

      10.1262/jrd.2020-074

    • NAID

      130007925583

    • ISSN
      0916-8818, 1348-4400
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of lipopolysaccharide administration on luteinizing hormone/choriogonadotropin receptor (Lhcgr) expression in mouse ovaries.2020

    • 著者名/発表者名
      Adetunji AO, Kawai T, Shimada M
    • 雑誌名

      J Reprod Immunol

      巻: 142 ページ: 103193-103193

    • DOI

      10.1016/j.jri.2020.103193

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cutting the ovarian surface improves the responsiveness to exogenous hormonal treatment in aged mice.2020

    • 著者名/発表者名
      Umehara T, Urabe N, Obata T, Yamaguchi T, Tanaka A, Shimada M.
    • 雑誌名

      Reprod Med Biol

      巻: 19 号: 4 ページ: 415-424

    • DOI

      10.1002/rmb2.12345

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Adverse effect of superoxide-induced mitochondrial damage in granulosa cells on follicular development in mouse ovaries.2020

    • 著者名/発表者名
      Hoque SAM, Umehara T, Kawai T, Shimada M
    • 雑誌名

      Free Radic Biol Med.

      巻: 163 ページ: 344-355

    • DOI

      10.1016/j.freeradbiomed.2020.12.434

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 生殖生物学の新知見に基づく家畜繁殖技術開発2021

    • 著者名/発表者名
      島田昌之
    • 学会等名
      第66回日本生殖医学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マウスを用いた基礎研究から, ブタの産子数向上技術へのトランスレーション2021

    • 著者名/発表者名
      島田昌之
    • 学会等名
      第129回日本畜産学会第129回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 精子に発現するToll様受容体(TLR family)の役割と精子選別法2021

    • 著者名/発表者名
      島田昌之
    • 学会等名
      第20回生殖バイオロジー東京シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 種雄豚の生殖生理と繁殖技術2021

    • 著者名/発表者名
      島田昌之
    • 学会等名
      第164回日本獣医学会学術集会 獣医繁殖学分科会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脂肪化精巣・脂肪化卵巣からわかる「老化」の新知見2021

    • 著者名/発表者名
      島田昌之
    • 学会等名
      第21回日本抗加齢医学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 繁殖生物学の基礎研究から健康と福祉、食料生産への貢献2021

    • 著者名/発表者名
      島田昌之
    • 学会等名
      日本学術会議,日本繁殖生物学会共催
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 前胞状卵胞における卵胞閉鎖 酸化ストレスと抗酸化因子のバランス2021

    • 著者名/発表者名
      島田昌之
    • 学会等名
      第39回日本受精着床学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 哺乳類の雌雄比が1:1となる仕組み2020

    • 著者名/発表者名
      島田昌之
    • 学会等名
      日本繁殖生物学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生殖細胞におけるミトコンドリアと細胞質,核の情報交換2020

    • 著者名/発表者名
      島田昌之
    • 学会等名
      日本受精着床学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 精子,卵,受精卵の代謝機構と その人為的制御,ARTへの応用2020

    • 著者名/発表者名
      島田昌之
    • 学会等名
      日本IVF学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The pretreatment with collagenase before vitrification improves the ovarian reserve due to the maintenance of the cell-cell attachments with oocyte and granulosa cells2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Kawai and Masayuki Shimada
    • 学会等名
      35th Eshre annual meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dramatic epigenetic changes in the genome impact gene expression and the differentiation of ovarian granulosa cells2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Kawai, S.A Masudul Hoque, JoAne S. Richards and Masayuki Shimada
    • 学会等名
      Society for the Study of Reproduction
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] より多く、より良い成熟卵を得るための対ミトコンドリア戦略2019

    • 著者名/発表者名
      島田昌之
    • 学会等名
      日本受精着床学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 卵胞発育と酸化ストレス2019

    • 著者名/発表者名
      島田昌之
    • 学会等名
      生殖バイオロジー東京シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 排卵前卵胞の顆粒膜細胞における大規模なゲノム構造の変化は、顆粒膜細胞の分化に重要である2019

    • 著者名/発表者名
      川合智子, S.A Masudul Hoque, JoAne S. Richards 島田昌之
    • 学会等名
      日本生殖内分泌学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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