| 研究課題/領域番号 |
23K20313
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| 補助金の研究課題番号 |
20H03437 (2020-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2020-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分48040:医化学関連
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| 研究機関 | 横浜市立大学 |
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研究代表者 |
佐藤 卓也 横浜市立大学, 医学部, 講師 (70599505)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2024年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2022年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2021年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | 精巣オルガノイド / セルトリ細胞 / in vitro精子形成 / 多能性幹細胞 / 精子形成 / 精巣 / 分化誘導 / 生殖巣 / 体外精子形成誘導 / オルガノイド / in vitro / 器官培養 / Treck |
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| 研究開始時の研究の概要 |
精巣組織片を用いた器官培養法によって、マウスの精子幹細胞から精子へ至る精子形成過程の全てをin vitroで再現することが可能になった。しかし、マウス個体由来の精巣組織に依存した方法であることが、研究をすすめる上での様々な制限をもたらしている。そこで本研究は、多能性幹細胞(胚性幹(ES)細胞)から精巣オルガノイドを作製法を開発することで、精子形成の“場”を創出し、動物個体に依存しない完全なin vitro精子形成誘導システムを確立することを目的としている。
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| 研究実績の概要 |
精巣組織片を用いた器官培養法によって、マウスの精子幹細胞から精子へ至る精子形成過程の全てをin vitroで再現することが可能になった。しかし、マウス個体由来の精巣組織に依存した方法であることが、研究をすすめる上での様々な制限をもたらしている。動物個体から得られる精巣組織を用いることなく、精子形成の“場”である精巣を創り出すため、本研究は、多能性幹細胞からの精巣オルガノイド作製法の開発を目的としている。
最近、メスの多能性幹細胞から機能的な卵巣体細胞を分化誘導する方法が報告された(Yoshino et al., 2021 Science)。この方法をもとに、オス細胞の誘導に培養条件の最適化を行うことで、オスの多能性幹細胞から精巣体細胞の誘導法を開発することに成功した。この分化誘導した精巣体細胞(fTeSLC)をsingle cell RNA sequencing法で解析した所、胎生12日に相当する精巣体細胞によって構成されていることが明らかになった。次にセルソーターを使って、このfTeSLCsからセルトリ細胞を単離し、in vitroで精細管の再構成と精子形成誘導を行なった。この再構成精細管に取り込まれた精原細胞から精子細胞の産生が観察された。さらにこの精子細胞を用いて顕微授精を行い、一匹の産仔を得ることにも成功した。以上の結果から、精巣体細胞分化誘導法は、精子形成支持能を有する機能的なセルトリ細胞の誘導が可能な培養システムであることを証明した。
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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
多能性幹細胞から精巣体細胞を分化誘導する方法を確立した。この細胞を用いて精子形成が可能な再構成精細管の作製にも成功した。
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| 今後の研究の推進方策 |
fTeSLCsからセルトリ細胞を分離し、この細胞が精子形成をサポートできる機能的な細胞であることを証明した。一方で、間質様細胞については、その機能は明らかになっていない。そこで次年度は、精巣へ間質細胞を移植・置換を行い、in vitro精子形成を誘導する方法を開発する計画である。それによって、誘導された間質様細胞が機能するかどうか明らかにする。
また、今年度に続き精巣体細胞様細胞から立体的な精巣オルガノイドを作製し、そこへ精子幹細胞を導入し精子形成を誘導するという、生体材料に依存しないin vitro精子形成システムの開発を行う予定である。
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