トランスジェニックヌードマウスを利用した精原幹細胞異種移植法の開発

• 研究課題/領域番号: 20K06462
• 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42040:実験動物学関連
• 研究機関: 北里大学
• 研究代表者: 垣内 一恵 北里大学, 獣医学部, 助教 (90509184)
• 研究分担者: 高岸 聖彦 北里大学, 獣医学部, 講師 (20216633) ; 久保田 浩司 北里大学, 獣医学部, 教授 (80263094)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2020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: 精原幹細胞 / 異種移植 / 精子形成 / ブタ精原幹細胞 / KITL / セルトリ細胞 / 精細管内移植アッセイ / トランスジェニックマウス / ブタ

研究開始時の研究の概要

精子形成を維持する精原幹細胞は、オスの配偶子を産生し続ける唯一の生殖幹細胞である。マウスでは不妊オス個体精細管への移植により継続的な精子形成を再構築するため、幹細胞活性を評価できるが、他動物種ではレシピエントとなる不妊オス個体の作製が困難なため、幹細胞活性を評価できずに研究の進展が妨げられている。
本研究ではこの問題を解決するため、トランスジェニック免疫不全マウスによる他動物種由来精原幹細胞の異種移植アッセイ系を構築し、研究室レベルで実施できる異種精原幹細胞の精細管内移植法の開発を試みる。

研究成果の概要

本研究課題では、精原幹細胞の分化誘導因子の種特異性に着目した異種移植法の確立を目指し、ブタをモデルに、ドナー動物種由来分化因子を発現するトランスジェニックマウスを作製し、精原幹細胞の異種移植により継続的な他動物種由来の精子形成の再構築を試みた。分化因子の過剰発現マウスは、脱毛症や色素沈着などの異常が報告されているため、セルトリ細胞で限定的に機能するプロモーター下流で発現を試みた。セルトリ細胞マーカータンパク質であるRhoxb5プロモーターが性成熟期のマウス精巣とセルトリ細胞株において安定して機能することを見出し、この下流でブタ由来分化因子を発現するトランスジェニックヌードマウスを作製した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

精原幹細胞は、自己複製して雄個体の生涯の精子形成を維持することから、遺伝情報を継ぐことができる成体に存在する唯一の幹細胞として知られている。不妊マウス精巣の精細管内移植による精子形成の再構築により、幹細胞活性の測定ツールが確立されている。非げっ歯類である動物種の精原幹細胞株の樹立は、優良家畜や希少動物の種の保存に貢献するだけでなく、ヒトの男性不妊治療へも応用が期待できるが、不妊レシピエント雄個体の作製が困難なため継続的な精子形成を立証することができずに研究の妨げになっている。本研究課題は、研究室レベルで非げっ歯類動物種由来の精原幹細胞活性を測定するツールを提供できる可能性を示す。