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生殖細胞操作が引き起こす経世代異常の解析

研究課題

研究課題/領域番号 23H00399
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分48:生体の構造と機能およびその関連分野
研究機関京都大学

研究代表者

篠原 隆司  京都大学, 医学研究科, 教授 (30322770)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2025年度)
配分額 *注記
47,190千円 (直接経費: 36,300千円、間接経費: 10,890千円)
2025年度: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
2024年度: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
2023年度: 18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
キーワード精子幹細胞 / 精子形成 / 経世代異常 / 生殖細胞
研究開始時の研究の概要

我が国では14人に一人が生殖補助医療で生まれている。中でも卵子に一個の精子を注入して受精させる顕微授精による出産は特に増加した。しかし顕微授精はウサギ2匹とウシ1匹が生まれただけで臨床応用されたため、次世代への影響など十分なリスク評価が行われていない。本研究で我々は純系のマウスを用いて生殖細胞操作が子孫に及ぼす影響を分子レベルで解明し、誘導される異常を予防する方法を確立することを目的とする。

研究実績の概要

これまでに培養精子幹細胞を移植して生まれた子供にさまざまな行動異常や奇形が観察された。しかし、この産仔の作出にあたっては精子幹細胞移植のみならず、顕微授精も行っており、少なくとも3つの要因が原因として考えられる。特に顕微授精については正常なマウスの精子を用いた場合には孫世代においては顕著な奇形を生じることから、異常の原因となっている可能性が高い。そこでこの原因を追及するために、精巣細胞を培養せずにホストマウスに移植した後、メスマウスとの自然交配により生まれてくるマウスの健康状態を検討する必要がある。本年度においては未成熟精巣を酵素処理によりバラバラにして先天不妊症マウスである、WBB6F1-W/Wvマウスの精細管の中に注入し、産仔の作製を試みた。
この実験と並行して、自然交配で生まれた産仔が完全に正常かどうかを調べるために新規の技術開発を行なった。この実験ではセンダイウイルスを用いたメスマウスの不妊治療を行なった。具体的にはKitlを顆粒膜細胞で欠損することで先天的に不妊症になっているKitl突然変異マウスの卵巣にKitlを発現するセンダイウイルスを注入することで自然交配により子孫を作出することに成功した。また、同じKitlを発現するセンダイウイルスは化学療法剤であるブスルファンによる不妊症の予防にも有効であった。これらの実験ではブスルファンを投与されたマウスは不妊の状態のままであったが、センダイウイルスを投与されたマウスでは自然交配で産仔を産むことが確認された。生まれたマウスのゲノムインプリンティングについては正常であり、大きな奇形は認められなかった。ところが血液の解析を行なったところglucoseとcholesterolについては正常マウスよりも高い値を示していた。これらの結果は少なくともメスマウスにおいては自然交配であっても異常な産仔を産む可能性が示唆された。

現在までの達成度
現在までの達成度

1: 当初の計画以上に進展している

理由

センダイウイルスを用いた実験で自然交配でも卵子を強制的に排卵させると自然交配でも異常が起こることを見出した。

今後の研究の推進方策

今後は精子幹細胞移植によりホストマウスより自然交配でマウスが生まれてきた段階で、子孫の解析を行う予定である。

報告書

(3件)
  • 2024 実績報告書
  • 2023 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2025 2024 2023

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 1件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Cdkn1c orchestrates a molecular network that regulates euploidy of male mouse germline stem cells.2025

    • 著者名/発表者名
      Kanatsu-Shinohara M, Yamamoto T, Liu T, Nakayama KI, Shinohara T.
    • 雑誌名

      Development.

      巻: Development. 号: 4

    • DOI

      10.1242/dev.204286

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sendai virus-mediated RNA delivery restores fertility to congenital and chemotherapy-induced infertile female mice.2025

    • 著者名/発表者名
      Kanatsu-Shinohara M, Morimoto H, Liu T, Tamura M, Shinohara T.
    • 雑誌名

      PNAS Nexus

      巻: 3 号: 9

    • DOI

      10.1093/pnasnexus/pgae375

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Lower developmental potential of rat zygotes produced by ooplasmic injection of testicular spermatozoa versus cauda epididymal spermatozoa2024

    • 著者名/発表者名
      Ide M, Saito I, Sanbo M, Kanatsu-Shinohara M, Shinohara T, Hirabayashi M, Hochi S.
    • 雑誌名

      Journal of Reproduction and Development

      巻: 70 号: 4 ページ: 254-258

    • DOI

      10.1262/jrd.2024-030

    • ISSN
      0916-8818, 1348-4400
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Spermatogonial stem cells in the 129 inbred strain exhibit unique requirements for self-renewal.2024

    • 著者名/発表者名
      Kanatsu-Shinohara M, Yamamoto T, Morimoto H, Liu T, Shinohara T.
    • 雑誌名

      Development.

      巻: 151 号: 12

    • DOI

      10.1242/dev.202553

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Restoration of fertility in nonablated recipient mice after spermatogonial stem cell transplantation2024

    • 著者名/発表者名
      Morimoto Hiroko、Ogonuki Narumi、Matoba Shogo、Kanatsu-Shinohara Mito、Ogura Atsuo、Shinohara Takashi
    • 雑誌名

      Stem Cell Reports

      巻: 19 号: 4 ページ: 443-455

    • DOI

      10.1016/j.stemcr.2024.02.003

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Intracytoplasmic sperm injection induces transgenerational abnormalities in mice.2023

    • 著者名/発表者名
      Kanatsu-Shinohara M, Shiromoto Y, Ogonuki N, Inoue K, Hattori S, Miura K, Watanabe N, Hasegawa A, Mochida K, Yamamoto T, Miyakawa T, Ogura A, Shinohara T.
    • 雑誌名

      J Clin Invest

      巻: 133 号: 22

    • DOI

      10.1172/jci170140

    • 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] WIN18,446 enhances spermatogonial stem cell homing and fertility after germ cell transplantation by increasing blood-testis barrier permeability2023

    • 著者名/発表者名
      Morimoto H, Kanatsu-Shinohara M, Shinohara T.
    • 雑誌名

      Journal of Reproduction and Development

      巻: 69 号: 6 ページ: 347-355

    • DOI

      10.1262/jrd.2023-074

    • ISSN
      0916-8818, 1348-4400
    • 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] Allogeneic offspring produced by induction of PD-L1 in spermatogonial stem cells via self-renewal stimulation.2023

    • 著者名/発表者名
      Shinohara T, Yamamoto T, Morimoto H, Shiromoto Y, Kanatsu-Shinohara M.
    • 雑誌名

      Stem Cell Reports

      巻: 18 号: 4 ページ: 985-998

    • DOI

      10.1016/j.stemcr.2023.02.008

    • 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] Glutamine protects mouse spermatogonial stem cells against NOX1-derived ROS for sustaining self-renewal division in vitro.2023

    • 著者名/発表者名
      Miyazaki T, Kanatsu-Shinohara M, Ogonuki N, Matoba S, Ogura A, Yabe-Nishimura C, Zhang H, Pommier Y, Trumpp A, Shinohara T.
    • 雑誌名

      Development

      巻: 150 号: 20

    • DOI

      10.1242/dev.201157

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Signal regulatory protein alpha is a conserved marker for mouse and rat spermatogonial stem cells2023

    • 著者名/発表者名
      Miyazaki Takehiro、Kanatsu-Shinohara Mito、Ema Masatsugu、Shinohara Takashi
    • 雑誌名

      Biology of Reproduction

      巻: 108 号: 4 ページ: 682-693

    • DOI

      10.1093/biolre/ioad006

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Intracytoplasmic sperm injection induces transgenerational abnormalities in mice2023

    • 著者名/発表者名
      Takashi Shinohara
    • 学会等名
      IAS-TRS Joint Symposium on Stem Cell-niche Interactions in Tissue Maintenance and Engineering
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] アロ移植による精子幹細胞からの子孫作製2023

    • 著者名/発表者名
      篠原隆司
    • 学会等名
      日本卵子学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2025-12-26  

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