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分子病理学的アプローチに基づく男性不妊症に関わるミトコンドリア電子伝達系制御機構

研究課題

研究課題/領域番号 21K09391
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
研究機関横浜国立大学

研究代表者

栗原 靖之  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (80202050)

研究分担者 湯村 寧  横浜市立大学, 附属市民総合医療センター, 准教授 (30522023)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (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: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード男性不妊症 / 精子 / ミトコンドリア / 治療法 / 先体 / ミトコンドリア電子伝達系 / マウス / ヒト / 電子伝達系 / ATP生産制御 / 不妊症
研究開始時の研究の概要

申請者を含めた多くの研究により、男性不妊症の約8割を占める造精障害ではミトコンドリア電子伝達系(Mt-ETC) の機能不全が起こっていることが示されている。この申請課題は、精子形成後期に特異的に発現するETC複合体Ⅳタンパク質(Coxfa4l3)の欠損(KO)マウスを、世界で初めての男性不妊症疾患モデル動物として利用して、男性不妊症が起こる分子メカニズムを分子病理学的アプローチで迫り、この治療法の開発に貢献する。さらに、男性不妊症の有望な検査薬候補としてETC複合体Ⅳタンパク質を使った簡便な検査法の確立を目指す。これにより、多くの不妊に悩む人達に貢献したい。

研究成果の概要

本研究課題では男性不妊症患者から採取した精子のミトコンドリアタンパク質の発現や精子内の局在と精液評価をSMASシステムとMiOXSYSを使って解析した。さらに、これらの結果を患者ごとの不妊治療効果と対応させ、段階的男性不妊症治療の新規の予後指標を確立することを目的にした。
COXFA4L3タンパク質は、精液サンプルの体細胞由来成分には含まれないので、精液中の精子のミトコンドリアタンパク質のみを検出することができる。そこで、抗COXFA4L3モノクローナル抗体で発現量と局在を解析した。また、COXFA4L3タンパク質発現量は精子細胞特異的解糖系タンパク質GAPDSの発現量との相対比で求めた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

今回の研究では、新たにミトコンドリア電子伝達系複合体4のサブユニットタンパク質が男性不妊症患者の精子先体にも異所的に発現していることを明らかにした。また、この異所的発現している精子を異常精子と判定すると、正常精子が精液試料中に26%以上持つ男性では自然妊娠や人工授精で妊娠が成立することがわかった。この評価法を使うと、不妊症外来に訪れた患者さんに対し、人工授精法と体外受精法や顕微授精法の診療方法の切り分けに有効である事が示唆される。これにより、より体への負担が少なく、安価で短期間に妊娠転帰できる可能性を示唆するものとして社会的意義が深い。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 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 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Pre- and post-chemotherapy spermatogenesis in male patients with malignant bone and soft tissue tumors2023

    • 著者名/発表者名
      Takeshima Teppei、Mimura Noboru、Aoki Shun、Saito Tomoki、Karibe Jurii、Usui Kimitsugu、Kuroda Shinnosuke、Komeya Mitsuru、Yumura Yasushi
    • 雑誌名

      Frontiers in Pharmacology

      巻: 14 ページ: 1087-1095

    • DOI

      10.3389/fphar.2023.1324339

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Long-Term Fertility Function Sequelae in Young Male Cancer Survivors2023

    • 著者名/発表者名
      Yumura Yasushi、Takeshima Teppei、Komeya Mitsuru、Karibe Jurii、Kuroda Shinnosuke、Saito Tomoki
    • 雑誌名

      The World Journal of Men's Health

      巻: 41 号: 2 ページ: 255-255

    • DOI

      10.5534/wjmh.220102

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rapid, simple, and effective strategy to produce monoclonal antibodies targeting protein structures using hybridoma technology2023

    • 著者名/発表者名
      Sakaguchi Atsumi、Tanaka Yoichiro、Shoji Eiki、Takeshima Teppei、Sakamaki Rina、Matsuba Takao、Kurihara Yasuyuki
    • 雑誌名

      Journal of Biological Engineering

      巻: 17 号: 1 ページ: 24-24

    • DOI

      10.1186/s13036-023-00345-9

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ヒト男性不妊症の分子病理学的アプローチの試み~多因子性ミトコンドリア障害による酸化ストレスの関わり~2024

    • 著者名/発表者名
      栗原靖之
    • 学会等名
      第29回ホルモン療法を考える神奈川県医師の会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 男性不妊症患者の精子ではミトコンドリアタンパク質が先体に異所的に発現している2023

    • 著者名/発表者名
      藤澤祐輔、菊池沙也香、久芳藤乃、上野寛枝、柏原真一、吉田薫、湯村寧、栗原靖之
    • 学会等名
      日本アンドロロジー学会第42回学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ヒト精子におけるミトコンドリアタンパク質COXFA4L3の二重局在2023

    • 著者名/発表者名
      藤澤 祐輔, 菊池 沙也香, 久芳 藤乃, 大石 航世, 村山 総司, 杉山 智哉, 時任 怜史, 上野 寛枝, 柏原 真一, 湯村寧, 栗原 靖之
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 医薬・検査薬に適した構造認識モノクローナル抗体の取得方法のさらなる簡略化2022

    • 著者名/発表者名
      久芳藤乃, 藤澤祐輔, 田中陽一郎, 坂口敦美, 菊池 沙也香, 栗原 靖之
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] マウス精子形成期後期ではワールブルグ効果(低酸素適応)とは異なる超低酸素環境のATP生産制御機構が存在する可能性がある2022

    • 著者名/発表者名
      時任怜史, 藤澤祐輔, 吉田 魁斗, 吉見 一人, 小出 剛, 菊池沙也香, 栗原 靖之
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 男性不妊症精子は異常ミトコンドリアによって酸化ストレスを発生する2022

    • 著者名/発表者名
      藤澤祐輔, 久芳藤乃,菊池沙也香, 湯村寧, 上野寛枝, 栗原靖之
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 高親和性の構造認識モノクローナル抗体を短期間で取得する作製法および構造認識能の簡単な評価法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      坂口敦美、田中陽一郎、酒巻里菜、松葉隆雄、栗原靖之
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [産業財産権] 抗体を製造するための方法及び抗体を評価するための方法並びにこれらに関連するキット2023

    • 発明者名
      栗原靖之,坂口敦美
    • 権利者名
      栗原靖之,坂口敦美
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [産業財産権] 組換えタンパク質による抗体産生細胞のラベル技術とその応用2022

    • 発明者名
      栗原靖之
    • 権利者名
      栗原靖之
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-174876
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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