新生仔期マウス卵巣における原始卵胞形成と活性化機構の統合的理解

• 研究課題/領域番号: 23K27202
• 補助金の研究課題番号: 23H02510 (2023)
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金 (2024); 補助金 (2023)
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分44040:形態および構造関連
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 佐藤 友美 横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科(八景キャンパス), 教授 (40295506)
• 研究分担者: 中島 忠章 横浜市立大学, 理学部, 助教 (40631213)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2025年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2024年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円); 2023年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
• キーワード: 卵胞 / マウス卵巣 / エストロゲン / 卵胞形成 / 卵巣

研究開始時の研究の概要

卵胞は胎児期（ヒト）または新生仔期（マウス）にのみ形成され、生涯にわたって卵巣内に貯蔵されるため、雌個体が生殖機能を良好に維持するためには卵胞形成過程と原始卵胞活性化がそれぞれ厳密に制御されることが必須である。マウス卵巣では、卵母細胞－体細胞相互作用により卵胞の形成と成長、および卵母細胞の成熟が制御されている。本研究では、新生仔期マウス卵巣における卵母細胞－体細胞相互作用に着目して、原始卵胞形成・活性化過程とそのかく乱のメカニズムを明らかにする。

研究実績の概要

出生直後にエストロゲンを投与された雌マウスでは、卵巣の卵胞形成・活性化が乱される。本研究は、エストロゲンによる原始卵胞形成・活性化の乱れの機構に着目し、網羅的遺伝子発現解析により見出した3つの候補転写因子について、細胞特異的遺伝子ノックアウトマウスを用いて原始卵胞形成・活性化過程およびエストロゲンの作用機構における機能解析を目的としている。
出生直後のマウス卵巣を摘出し、2種の候補転写因子に対する阻害剤を添加してコラーゲンゲル上で器官培養を行い組織学的に観察したところ、KLF5阻害剤の単独添加、および合成エストロゲンの共添加ともに卵胞形成過程・活性化の乱れは観察できなかった。AP-1阻害剤と合成エストロゲンとの共添加では、卵胞形成機構の乱れの結果と考えられる多卵性卵胞の発生がやや抑制されていた。一方で、AP-1阻害剤の単独添加では影響がなかったことから、AP-1は合成エストロゲンによる原始卵胞形成抑制作用に関与している可能性が示された。もう一つの候補転写因子であるSNAI2について、器官培養された卵巣での遺伝子発現量をRT-qPCR法により調べたところ、合成エストロゲン添加により有意に増加していた。またこの増加は、ERbetaKOマウス卵巣では緩やかとなっていた。さらに、ゲノム編集によるSNAI2のFloxed mouseの作製に関しては、インジェクションにより生まれた仔マウスについて遺伝子型判定を行い、成熟後に交配を行なった。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

ゲノム編集によるFloxed mouse作製に時間がかかっているため。

今後の研究の推進方策

AP-1に関しては、用いた阻害剤の特異性と実際に卵巣で発現している遺伝子に違いがあることに加え、阻害剤の効果を検証できていないことから別の阻害剤を試す予定である。さらに、ノックダウンの実験系を確立するため条件を検討中である。SNAI2については、引き続きゲノム編集によるFloxed mouse作製を行うとともに、抗体を用いた局在解析を行う。また、SNAI2の機能解析の一つとしてFoxl2発現を指標とした原始卵胞形成過程における顆粒膜細胞の形態変化を調べる実験を予定している。さらに、原始卵胞形成過程では卵母細胞のアポトーシスが重要であるが、これまでの知見から関与するcaspaseを見出している。このcaspaseの制御機構に関する阻害剤を出生直後のマウスに投与、また器官培養した卵巣に添加して原始卵胞形成や多卵性卵胞の発生を組織学的に調べる予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Evolutionary differentiation of androgen receptor is responsible for sexual characteristic development in a teleost fish (2023)
  • 著者名/発表者名: Y. Ogino, S. Ansai, E. Watanabe, M. Yasugi, Y. Katayama, H. Sakamoto, K. Okamoto, K. Okubo, Y. Yamamoto, I. Hara, T. Yamazaki, A. Kato, Y. Kamei, K. Naruse, K. Ohta, H. Ogino, T. Sakamoto, S. Miyagawa, T. Sato, G. Yamada, M. Baker & T. Iguchi
  • 雑誌名: Nature communications 巻: 14 号: 1 ページ: 1428-1428
  • DOI: 10.1038/s41467-023-37026-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Comparative analysis of gonadal transcriptomes between turtle and alligator identifies common molecular cues activated during the temperature-sensitive period for sex determination (2023)
  • 著者名/発表者名: Toyota Kenji、Akashi Hiroshi、Ishikawa Momoka、Yamaguchi Katsushi、Shigenobu Shuji、Sato Tomomi、Lange Anke、Tyler Charles R.、Iguchi Taisen、Miyagawa Shinichi
  • 雑誌名: Gene 巻: 888 ページ: 147763-147763
  • DOI: 10.1016/j.gene.2023.147763
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] SMAD2/3 signaling regulates initiation of mouse Wolffian ducts and proximal differentiation in Mullerian ducts (2023)
  • 著者名/発表者名: Nakajima T., A. Imai, C. Ishii, K. Tsuruyama, R. Yamanaka, Y. Tomooka, S. Saito, N. Adachi, S. Kohno and T. Sato
  • 雑誌名: FEBS Open Bio 巻: 14 号: 1 ページ: 37-50
  • DOI: 10.1002/2211-5463.13729
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 培養系を用いたマウス卵巣濾胞構造維持機構の解析 (2023)
  • 著者名/発表者名: 武田博香, 中島忠章, 佐藤友美
  • 学会等名: 日本動物学会第94回大会
• [学会発表] ERβノックアウトマウスの加齢に伴う子宮の形態変化過程の解析 (2023)
  • 著者名/発表者名: 中島忠章, 能勢咲希, 松田紀香, 鶴貝優梨花, 佐藤友美
  • 学会等名: 日本動物学会第94回大会
• [学会発表] 新生仔期アンドロゲン投与による多嚢胞性卵巣症候群誘導機構におけるRUNX2の関与 (2023)
  • 著者名/発表者名: 伊藤嘉穂, 中島忠章, 佐藤友美
  • 学会等名: 第47回日本比較内分泌学会大会
• [学会発表] 多嚢胞性卵巣症候群モデルマウスにおけるシスト状濾胞形成機構の解明 (2023)
  • 著者名/発表者名: 岸田すみれ, 中島忠章, 佐藤友美
  • 学会等名: 第47回日本比較内分泌学会大会
• [学会発表] 子宮頸部 Fornix 構造の形成・維持機構におけるエストロゲンの関与 (2023)
  • 著者名/発表者名: 鶴貝優梨花, 中島忠章, 佐藤友美
  • 学会等名: 第47回日本比較内分泌学会大会
• [学会発表] マウス雌性生殖腺附属器官の押込応力測定による物性の推定と模倣 (2023)
  • 著者名/発表者名: 中島忠章, 佐藤友美
  • 学会等名: 第47回日本比較内分泌学会大会
• [学会発表] 卵母細胞と卵丘顆粒膜細胞の相互作用に着目したマウス濾胞構造維持機構の解明 (2023)
  • 著者名/発表者名: 武田博香, 中島忠章, 佐藤友美
  • 学会等名: 第47回日本比較内分泌学会大会