| 研究課題/領域番号 |
21K12672
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分90110:生体医工学関連
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
村山 嘉延 日本大学, 工学部, 准教授 (80339267)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 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: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 深部体温 / 基礎体温 / 月経周期 / 妊娠 / 受精卵培養 / 発情周期 / 受精卵 / 卵子品質 / 培養温度 / 体内深部温度 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本来，受精卵は母親の胎内で発育する．一方でヒト生殖補助医療では，卵子は受精後の数日を体外培養環境で発育した後に母胎に移植される．体外培養温度は世界的に同じく37℃一定であり，培養温度が変化してストレスを与えてはいけないとされているが，それでもなお母親の胎内で発育した卵子に比べると品質が劣り妊娠率が低い原因となっている．本研究では「受精卵本来の発育環境にみられる温度変動を模倣した方が発育度が良いはずである」という仮説を立て， (1)受精後早期の妊娠マウスの深部体温変動から特徴パターンを抽出し，(2)深部体温変動を模倣する培養器を開発してマウス受精卵を培養することにより本仮説を証明する．
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| 研究実績の概要 |
本研究課題では、受精後早期のマウス深部体温変動の特徴パターンを抽出し、深部体温変動を再現する培養器を開発してマウス受精卵を培養することにより、受精卵の発育に最も適した培養温度変化のパターンを明らかにすることを最終目標としている。令和４年度には、まず受精後早期（０日から５日）の妊娠マウスの深部体温変動に見られる不規則変動成分の特徴量の変化について調べた。超小型温度ロガーを留置して深部体温変動を１分間隔で測定した結果、妊娠が確認できた全ての個体で不規則変動成分のばらつきが減少し（－0.07±0.04℃、n=8）、サンプルエントロピーが上昇した（+0.353）。一方、非妊娠群ではばらつきの変化に有意差が得られないものの、全ての個体でサンプルエントロピーが減少した。加えて、本研究の手法を発展させて就寝時腹部皮膚体温の時系列データから月経周期の体温２相性を検出する試みを行い、以下の結果を得た。まず、45人の健康な女性から得られた202周期を対象として、就寝時腹部皮膚体温と舌下温とを用いた体温移行日の検出精度について比較した。検出感度の割合は、舌下温と腹部皮膚体温でそれぞれ85.9%、80.1％、LH陽性日からのずれは、舌下温で0.3±2.5日、腹部皮膚体温で0.4±2.5日であり、両者に有意な差は認められなかった。同一周期に対応する両者の差には強い相関（決定係数0.703）が得られ、腹部皮膚温度を使用して舌下温度と同等の精度で排卵日が推定できる可能性が示された。次に、７人の健康な女性から得られた月経・卵胞期、排卵期、黄体期それぞれ1667日、1035日、1690日において、就寝時腹部皮膚体温にみられる10分ごとの累積確率分布を評価したところ、月経・卵胞期に最も高い減衰係数8.57を示し、排卵期7.80、黄体期7.24と進むにつれて値が低くなることが分かった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
概ね計画通り進んでいる。受精後早期のマウス母胎温に見られる深部体温変動の特徴量が抽出でき、加えて深部体温変動の特徴パターンに対して±0.01℃以内に追従できる培養器を開発し、同時に顕微鏡タイムラプス観察を可能とした。開発した培養器を用いて令和４年度中に受精卵培養を開始する予定であったが、コントロールとなる培養器の修理に時間がかかり、令和５年度から開始する予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和５年度には、得られた高時間分解能の深部体温時系列データから、24時間を基本周期とする概日周期成分とその高次周波数成分に分解し、さらに不規則変動成分を示す複雑性成分に分けて特徴パターンを抽出する。開発した、深部体温変動の特徴パターンに対して±0.01℃以内に追従できる培養器を用いて、妊娠マウスから採取した受精直後のPN期受精卵を、先に開発した「深部体温変動を模倣する培養環境」に供し、卵割速度、胚盤胞到達度、内部細胞塊細胞数を調べて胚の発育率を調べる。深部体温変動は24時間を基本周期とする概日周期成分、および不規則変動成分(ゆらぎ成分)とに分けて培養器で再現し、それぞれを比較検討することにより、受精卵の発育に最も適した培養温度変化のパターンを明らかにする。
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