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膜電位測定技術を用いた凍結卵・加齢卵評価システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K09807
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56040:産婦人科学関連
研究機関福島県立医科大学

研究代表者

三宅 将生  福島県立医科大学, 医学部, 助教 (00381385)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード膜電位 / 卵細胞 / 胚 / 生殖医療 / 体外受精 / 胚盤胞 / 体外授精
研究開始時の研究の概要

卵細胞の膜電位を測定することによって、人工授精後の将来予測が可能かどうかを検討する。膜電位のレベルと胚盤胞への到達、といった発生イベントとの間に何らかの関係があれば、従来から用いられてきた形態的観察以外の観点からの評価法が確立できる。また、凍結の有無や母体週齢、酵素等による細胞障害、といった負荷を加えた場合の膜電位への影響を評価する。一方で、これらの負荷に対して培養液や条件などを工夫することで卵細胞の状態が改善しうるか、について膜電位等も用いて検討する。

研究実績の概要

凍結融解胚の電位測定によって、電位測定の特性とゼロ電位胚の特徴を検索した。卵への電極刺入時には、まず針先が透明帯を貫通する必要がある。胚の電位測定においては、この透明帯貫通時に一旦マイナスの電位を示し、その後深く刺入したのちにはプラスを示すという二相性が見られる。この現象は、採卵時のマウスの週齢が4週齢でも9週齢でも、雌マウスの週齢に関わらず同様に観察されている。しかし、ゼロに近い電位を示す胚や透明帯除去胚ではあまり観察されない。

本年はこうした現象と凍結融解操作との間の関係性の有無、また細胞外液の組成がそれに与える影響について検討した。未受精卵、胚ともに、透明帯除去によって二相性の電位が消失していることが確認されたが、EDTAやEGTAなどキレート剤の添加や、顆粒膜細胞除去時および透明帯消化時の酵素処理条件(酵素濃度および細胞外液のイオン組成)はこうした結果に影響を与えなかった。受精前、受精直後だけでなく、2細胞期、4細胞期で測定した場合でも同様の結果が確認された。なお、未受精卵を測定する際に顆粒膜細胞が付着した状態で測定しても結果に影響しなかった。一方で、電位測定後に振り分けた胚の発現パターン解析などの分子生物学的実験を予定していたが、胚数を増やして実験を行う必要が生じたため、これは次年度に先送りすることとした。

これら上記の内容の一部は、主に日本生理学会第101回大会において発表された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

分子生物学的実験に必要な、条件振り分け後の胚を十分数得ることができなかったため。

今後の研究の推進方策

ゼロ電位胚と通常電位胚との間での発現解析を行う予定である。また、採卵を多数行い、mRNAが十分量確保できるようであれば、mRNA-seqやマイクロアレイを用いた網羅的な解析を行い、どのような違いがあるのかを明らかにしたいと考えている。
リソソーム酵素やミトコンドリアDNAのコピー数解析と並行して、透明帯の膜電位への関与の有無があるのか、あるとすればどのような原因によるものか、についても明らかにしたいと考えている。

報告書

(5件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 学会発表 (6件)

  • [学会発表] Excluding poor quality embryos using membrane potential measurement: an application to mouse early embryo selection2024

    • 著者名/発表者名
      三宅将生、吉江 進、兼子 智、挾間 章博
    • 学会等名
      日本生理学会第101回大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Selection of mouse early embryos by membrane potential measurement2023

    • 著者名/発表者名
      三宅将生、吉江 進、兼子 智、挾間 章博
    • 学会等名
      日本生理学会第100回記念大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 膜電位測定による凍結マウス胚の選別2022

    • 著者名/発表者名
      三宅将生、吉江 進、兼子 智、挾間 章博
    • 学会等名
      第99回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 凍結融解後の膜電位測定によるマウス胚の選別2021

    • 著者名/発表者名
      三宅将生、吉江 進、兼子 智、挾間 章博
    • 学会等名
      第98回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 凍結融解後の膜電位測定による卵母細胞選別2020

    • 著者名/発表者名
      三宅将生、吉江 進、兼子 智、挾間 章博
    • 学会等名
      第97回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 幼若ラットの管腔臓器に対する宇宙飛行の影響~Neurolab (STS-90)での組織解析から2019

    • 著者名/発表者名
      三宅将生、山﨑将生、勝田新一郎、清水 強、挾間章博
    • 学会等名
      第65回日本宇宙航空環境医学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-12-25  

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