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過酸化水素はどう受精を制御するか?:受精に必要な過酸化水素の標的タンパク質の同定

研究課題

研究課題/領域番号 21K09378
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56030:泌尿器科学関連
研究機関獨協医科大学

研究代表者

竹井 元  獨協医科大学, 医学部, 講師 (00708183)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード受精能獲得 / 活性酸素種 / 過酸化水素 / 精子 / 受精 / チオール基
研究開始時の研究の概要

哺乳類精子が卵と受精するためには、受精能獲得と呼ばれる一連の生理学的・生化学的なプロセスを経なければならない。受精能獲得プロセス中の精子は活性酸素種(Reactive Oxygen Species:ROS)を産生する。申請者はマウスを用い、ROSの中でも過酸化水素が受精に必要であることを世界で初めて示した。しかし、過酸化水素がどの様に受精を制御するかは不明である。そこで本研究計画では、受精能獲得時に過酸化水素により修飾される分子を網羅的に解析し、その過酸化水素の標的分子の機能解析行うことで、受精能獲得・受精を制御する過酸化水素の標的分子の同定を目指す。

研究実績の概要

哺乳類精子は、受精能獲得と呼ばれる一連の生理学的・生化学的なプロセスを経なければ卵と受精できない。受精能獲得プロセス中の精子は活性酸素種(Reactive Oxygen Species:ROS)を産生する。研究代表者はマウスを用い、ROSの中でも過酸化水素が受精に必要であることを世界で初めて示した。しかし、過酸化水素がどの様に受精を制御するのか、その分子メカニズムは不明である。
本研究計画では、過酸化水素により受精能獲得/受精に関わる諸現象のうちどれが調節を受けるのかを明らかにし、また受精能獲得時に過酸化水素により修飾される分子を網羅的に解析し、さらにその過酸化水素の標的分子の機能解析行うことで、受精能獲得・受精を制御する過酸化水素の標的分子の同定を目指す。

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

過酸化水素をカタラーゼにより除去しても、精子の鞭毛運動や先体反応、リン酸化レベルなどには影響が現れないことが明らかとなった。このことから、過酸化水素が精子-卵の相互作用に必要である可能性が考えられた。このことを検討するため、透明帯除去卵を用いたFusion assayを行おうとしたが、学務の増加などに伴い条件検討に想定以上の時間を要したため、研究計画全体に遅延が生じた。

今後の研究の推進方策

Fusion assayの立ち上げが困難となったため、同アッセイは一時停止する。代わりに、受精能獲得時に過酸化水素によりチオール基の修飾を受けるタンパク質の網羅的解析を行い、受精の制御に関わる候補分子の同定を行う。

報告書

(3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
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件)

  • [国際共同研究] University of Massachusettes, Amherst(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Massachusettes, Amherst(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Massachusetts, Amherst(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Hamster Sperm Possess Functional Na+/Ca2+-Exchanger 1: Its Implication in Hyperactivation2023

    • 著者名/発表者名
      Takei Gen L.、Ogura Yuhei、Ujihara Yoshihiro、Toyama Fubito、Hayashi Keitaro、Fujita Tomoe
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 24 号: 10 ページ: 8905-8905

    • DOI

      10.3390/ijms24108905

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ナトリウム恒常性を司る輸送体による精子鞭毛運動の超活性化制御2022

    • 著者名/発表者名
      L. Takei Gen
    • 雑誌名

      日本薬理学雑誌

      巻: 157 号: 3 ページ: 176-180

    • DOI

      10.1254/fpj.21110

    • ISSN
      0015-5691, 1347-8397
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Activation of cAMP‐dependent phosphorylation pathways is independent of ROS production during mouse sperm capacitation2021

    • 著者名/発表者名
      Gen L. Takei, Darya A. Tourzani, Bidur Paudel, Pablo E. Visconti
    • 雑誌名

      Molecular Reproduction & Development

      巻: 88 号: 8 ページ: 544-557

    • DOI

      10.1002/mrd.23524

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] ハムスター精子はTauTを介してヒポタウリンを取り込むことで自身を保護する2023

    • 著者名/発表者名
      竹井元、堀端康博、外山史、林啓太朗、森田亜須可、大内基司、藤田朋恵
    • 学会等名
      日本動物学会第94回山形大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] TauTを介したヒポタウリンによるハムスター精子保護機構2023

    • 著者名/発表者名
      竹井元、堀端康博、外山史、林啓太朗、森田亜須可、大内基司、藤田朋恵
    • 学会等名
      第116回日本繁殖生物学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] タウリントランスポーター (TauT) を介したヒポタウリンの取り込みによるハムスター精子の抗酸化機構2023

    • 著者名/発表者名
      竹井元、堀端康博、外山史、林啓太朗、森田亜須可、大内基司、藤田朋恵
    • 学会等名
      第97回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Na+/Ca2+ exchanger type 1 functions as a “brake” of hyperactivation in hamster sperm.2022

    • 著者名/発表者名
      竹井 元,小椋 悠平,氏原 嘉洋, 外山 史, 林 啓太朗, 藤田 朋恵
    • 学会等名
      第96回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ハムスター精子は機能的な NCX1 を保持する。2022

    • 著者名/発表者名
      竹井 元,小椋 悠平,氏原 嘉洋, 外山 史, 林 啓太朗, 藤田 朋恵
    • 学会等名
      第115回日本繁殖生物学会東京大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Na+/Ca2+ Exchanger 1によるハムスター精子の超活性化調節2022

    • 著者名/発表者名
      竹井 元,小椋 悠平,氏原 嘉洋, 外山 史, 林 啓太朗, 藤田 朋恵
    • 学会等名
      日本動物学会 第93回 早稲田大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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