最新のシングルセル解析法を用いた、精巣幹細胞中の真の幹細胞の同定と動態解析

• 研究課題/領域番号: 19K07250
• 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48010:解剖学関連
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 大保 和之 横浜市立大学, 医学研究科, 教授 (70250751)
• 研究分担者: 富澤 信一 横浜市立大学, 医学部, 講師 (00704628) ; 尾野 道男 横浜市立大学, 医学部, 助教 (50264601)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022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); 2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 組織幹細胞 / 精子形成細胞 / シングルセル解析 / エピジェネティクス / 精原細胞 / 生殖細胞 / 幹細胞 / 配偶子 / 精巣 / シングルセル

研究開始時の研究の概要

生き物が途絶えることなく生存していくため、精子や卵子が正しい情報を伝えることにより、受精後の次の世代が病気になったり、そのまた次の世代を作れなくなったりすることを防いています。本研究は、エピジェネティクスという遺伝子の化学修飾の特徴を指標に、個体の一生涯、精子を作り続ける元となる幹細胞がどのような細胞なのか、その特徴を調べることにより、次世代を作る一番の元となる精子形成の仕組みを明らかにします。

研究成果の概要

シングルセル解析は、性格が異なる細胞亜集団の理解に有用な方法論として、急速な進化を遂げている。未分化精原細胞は良く似た性質を持つ細胞集団であるが、マーカー的には不均一であることが分かってきている。この場合、遺伝子発現加え、DNAメチル化、クロマチンアクセス能の３つの指標を１個の細胞から解析するscNMT法による解析が、より精密な細胞集団の理解に繋がると考え、この方法論の安定的な導入を試みた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

結婚の高年齢化と婚姻率の低下が社会問題となっている日本において、挙児希望カップルの10組に1組が不妊であると報告されており、その半分が男性不妊である。男性不妊の原因は、一番元となる幹細胞から精子になるまで様々なステップで起こる。本研究では、幹細胞の異常を見つけるために、まず正常の幹細胞がどのような細胞集団なのか、１個ずつの細胞レベルで明らかにする研究である。

研究成果

• [国際共同研究] Babraham Institute(英国)
• [国際共同研究] Technische Universitaet Dresden(ドイツ)
• [国際共同研究] Babraham Institute(英国)
• [国際共同研究] Babraham Institute(英国)
• [雑誌論文] Tsga8 is required for spermatid morphogenesis and male fertility in mice (2021)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi Yuki、Tomizawa Shin-ichi、Ono Michio、Kuroha Kazushige、Minamizawa Keisuke、Natsume Koji、Dizdarevic Selma、Dockal Ivana、Tanaka Hiromitsu、Kawagoe Tatsukata、Seki Masahide、Suzuki Yutaka、Ogonuki Narumi、Inoue Kimiko、Matoba Shogo、Anastassiadis Konstantinos、Mizuki Nobuhisa、Ogura Atsuo、Ohbo Kazuyuki
  • 雑誌名: Development 巻: 148 号: 8
  • DOI: 10.1242/dev.196212
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Maintenance DNA methylation in pre-meiotic germ cells regulates meiotic prophase by facilitating homologous chromosome pairing (2021)
  • 著者名/発表者名: Takada Yuki、Yaman-Deveci Ruken、Shirakawa Takayuki、Sharif Jafar、Tomizawa Shin-ichi、Miura Fumihito、Ito Takashi、Ono Michio、Nakajima Kuniko、Koseki Yoko、Shiotani Fuyuko、Ishiguro Kei-ichiro、Ohbo Kazuyuki、Koseki Haruhiko
  • 雑誌名: Development 巻: 148 号: 10
  • DOI: 10.1242/dev.194605
  • 査読あり
• [雑誌論文] Father-to-offspring transmission of extremely long NOTCH2NLC repeat expansions with contractions: genetic and epigenetic profiling with long-read sequencing (2021)
  • 著者名/発表者名: Fukuda H, Yamaguchi D, Nyquist K, Yabuki Y, Miyatake S, Uchiyama Y, Hamanaka K, Saida K, Koshimizu E, Tsuchida N, Fujita A, Mitsuhashi S, Ohbo K, Satake Y, Sone J, Doi H, Morihara K, Okamoto T, Takahashi Y, Wenger AM, Shioda N, Tanaka F, Matsumoto N, Mizuguchi T
  • 雑誌名: Clin Epigenetics 巻: 13 号: 1 ページ: 204-204
  • DOI: 10.1186/s13148-021-01192-5
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Role of a novel protease inhibitor for spermatogenesis and immune homeostasis (2023)
  • 著者名/発表者名: 富澤信一, Rachel Fellows, 尾野道男, 黒羽一誠, Ivana Dockal, 南澤恵佑, 鈴木穣, 才津 浩智, 大保和之
  • 学会等名: 第128回日本解剖学会総会・全国学術総会
• [学会発表] Cryptorchidism induces abnormal epigenetic and transcriptional signatures in spermatogonia (2023)
  • 著者名/発表者名: 尾野道男, Ivana Dockal, Uros Radovic, 大保和之, 富澤信一
  • 学会等名: 第128回日本解剖学会総会・全国学術総会
• [備考] 横浜市立大学医学部組織学
  • URL: http://www-user.yokohama-cu.ac.jp/~finemorp/lecprac.html
• [備考] 横浜h市立大学医学部組織学
  • URL: http://www-user.yokohama-cu.ac.jp/~finemorp/cn1/LfPIwBtTI.html
• [備考] 横浜市立大学医学部組織学ホームページ
  • URL: http://www-user.yokohama-cu.ac.jp/~finemorp/index.html