遺伝子改変マウスを用いた精子機能タンパク質発現と不妊発症に関する細胞生物学的研究

• 研究課題/領域番号: 25293041
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 解剖学一般(含組織学・発生学)
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 年森 清隆 千葉大学, 未来医療教育研究センター, 特任教授 (20094097)
• 研究分担者: 伊藤 千鶴 千葉大学, 大学院医学研究院, 講師 (80347054)
• 連携研究者: 前川 眞見子 千葉大学, 大学院医学研究院, 助教 (20181571) ; 神村 今日子 千葉大学, 大学院医学研究院, 技術専門職員 (20422264) ; 武藤 透 千葉大学, 大学院医学研究院, 技術専門職員 (30422265)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円); 2015年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2014年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2013年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
• キーワード: 精子 / 遺伝子改変マウス / 受精 / 不妊 / エクアトリン / equatorin / 不妊症 / Equatorin / 授精 / 卵子

研究成果の概要

精子タンパク質エクアトリンのトランスジェニック（Tg）マウスを用いて、超解像顕微鏡STED（STimulated Emission Depletion）顕微鏡で受精に必須な先体反応に関わる先体膜を80nm前後のレベルで解析し、ライブセルイメージングへの応用の可能性を示した。精子が卵子膜との融合するために行う細胞膜や先体膜系の微細構造や生化学的変化を解析した。エクアトリン遺伝子欠損マウスを用いて、精子に起こる異常現象と関連分子の変化と相互関係について解析し、エクアトリンが必要であることを確認した。

研究成果

• [雑誌論文] Acrosome markers of human sperm. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ito C, Toshimori K.
  • 雑誌名: Anat. Sci. Int. Ｒｅｖｉｅｗ 巻: 91 号: 2 ページ: 128-142
  • DOI: 10.1007/s12565-015-0323-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Immunohistochemical localization of GLUT3, MCT1, and MCT2 in the testes of mice and rats: the use of different energy sources in spermatogenesis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kishimoto A, Ishiguro-Oonuma T, Takahashi R, Maekawa M, Toshimori K, Watanabe M, Iwanaga T.
  • 雑誌名: Biomed Res. 巻: 36 号: 4 ページ: 225-234
  • DOI: 10.2220/biomedres.36.225
  • NAID: 130005094144
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Sperm-egg meeting: challenges for infertility diagnosis and treatment based on basic research. (2015)
  • 著者名/発表者名: Toshimori K.
  • 雑誌名: Chibaigaku 巻: 91 ページ: 161-166
  • NAID: 120007053956
• [雑誌論文] Interaction between basigin and monocarboxylate transporter 2 in the mouse testes and spermatozoa. (2015)
  • 著者名/発表者名: Chen C, Maekawa M, Yamatoya K, Nozaki M, Ito C, Iwanaga T, Toshimori K.
  • 雑誌名: Asian J Androl. 巻: 18 ページ: 600-606
  • 査読あり
• [雑誌論文] 精子の質評価-精子の構造と精能の評価 Evaluation of sperm quality (2015)
  • 著者名/発表者名: 年森清隆 伊藤千鶴
  • 雑誌名: 医学のあゆみ 巻: 249 ページ: 31-37
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of the complexity of the sperm acrosomal membrane by super-resolution stimulated emission depletion microscopy compared with transmission electron microscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: Ito C., Yamatoya K., Toshimori K.
  • 雑誌名: Microscopy 巻: e-pub ahead of print 号: 4 ページ: 249-287
  • DOI: 10.1093/jmicro/dfu101
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A mutation of COX6A1 causes a recessive axonal or mixed form of Charcot-Marie-Tooth disease. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tamiya G, Makino S, Hayashi M, Abe A, Numakura C, Ueki M, Tanaka A, Ito C, Toshimori K, Ogawa N, Terashima T, Maegawa H, Yanagisawa D, Tooyama I, Tada M, Onodera O, Hayasaka K.
  • 雑誌名: Am J Hum Genet. 巻: 95 号: 3 ページ: 294-300
  • DOI: 10.1016/j.ajhg.2014.07.013
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A heterozygous mutation of GALNTL5 affects male infertility with impairment of sperm motility (2014)
  • 著者名/発表者名: Takasaki N, Tachibana K, Ogasawara S, Matsuzaki H, Hagiuda J, Ishikawa H, Mochida K, Inoue K, Ogonuki N, Ogura A, Noce T, Ito C, Toshimori K, Narimatsu H.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: 111 号: 3 ページ: 1120-1125
  • DOI: 10.1073/pnas.1310777111
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oligo-astheno-teratozoospermia in mice lacking ORP4, a sterol-binding protein in the OSBP-related protein family (2014)
  • 著者名/発表者名: Udagawa O, Ito C, Ogonuki N, Sato H, Lee S, Tripvanuntakul P, Ichi I, Uchida Y, Nishimura T, Murakami M, Ogura A, Inoue T, Toshimori K, Arai H.
  • 雑誌名: Genes Cells. 巻: 19 号: 1 ページ: 13
  • DOI: 10.1111/gtc.12105
  • URL: https://pure.teikyo.jp/en/publications/a214ef61-5779-4ba6-8fc8-7e46597ecbef
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Arf GAP SMAP2 is necessary for organized vesicle budding from the trans-Golgi network and subsequent acrosome formation in spermiogenesis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Funaki T, Kon S, Tanabe K, Natsume W, Sato S, Shimizu T, Yoshida N, Wong WF, Ogura A, Ogawa T, Inoue K, Ogonuki N, Miki H, Mochida K, Endoh K, Yomogida K, Fukumoto M, Horai R, Iwakura Y, Ito C, Toshimori K, Watanabe T, Satake M.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 24 号: 17 ページ: 2633-44
  • DOI: 10.1091/mbc.e13-05-0234
  • 査読あり
• [雑誌論文] Integration of the mouse sperm fertilization-related protein equatorin into the acrosome during spermatogenesis as revealed by super-resolution and immunoelectoron microscopy. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ito C, Yamatoya K, Yoshida K, Fujimura L, Hatano M, Miyado K, Toshimori K.
  • 雑誌名: Cell Tissue Res. 巻: 352(3) ページ: 739-750
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tysndl Deficiency in Mice Interferes with the Peroxisomal Localization of PTS2 Enzymes, Causing Lipid Metabolic Abnormalities and Male Infertility (2013)
  • 著者名/発表者名: Yumi Mizuno, et al.
  • 雑誌名: PLoS Genetics. 巻: 9 号: 2 ページ: e1003286-e1003286
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1003286
  • 査読あり
• [雑誌論文] Galnt3 deficiency disrupts acrosome formation and leads to oligoasthenoteratozoos permia (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮崎 敏博
  • 雑誌名: Histochemistry and Cell Biology 巻: 139 号: 2 ページ: 339-354
  • DOI: 10.1007/s00418-012-1031-3
  • 査読あり
• [学会発表] 精子形成と先体反応における配偶子膜融合関連タンパク質EquatorinとIzumo1の動態 (2016)
  • 著者名/発表者名: 伊藤千鶴
  • 学会等名: 第12１回日本解剖学会総会。全国学術集会
  • 発表場所: ビッグパレットふくしま（福島県 郡山市）
  • 年月日: 2016-03-29
• [学会発表] 精子形態と精子の質 (2015)
  • 著者名/発表者名: 伊藤千鶴
  • 学会等名: The 33rd Annual Meeting of Japan Society of Fertilizatuion and Implantation
  • 発表場所: TFTホール（東京都 江東区）
  • 年月日: 2015-11-26
  • 招待講演
• [学会発表] Sperm function and male infertility. (2015)
  • 著者名/発表者名: Toshimori K
  • 学会等名: Organization Secretariat of the 30th Annual Meeting of the Japan Society for Immunology of Reproduction-Workshop.
  • 発表場所: くまもと県民交流館バレア（熊本県 熊本市）
  • 年月日: 2015-11-22
  • 招待講演
• [学会発表] Sperm membrane modification leading to fertilization. (2015)
  • 著者名/発表者名: Toshimori K
  • 学会等名: International Federation of Fertility Societies (IFFS) / Japan Society of Reproductive Medicine (JSRM) International Meeting 2015.
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県 横浜市）
  • 年月日: 2015-04-26
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Sperm acrosomal membrane complex analyzed by super-resolution stimulated emission depletion (STED) microscopy using Equatorin-EGFP trasgenic mice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ito C
  • 学会等名: International Federation of Fertility Societies (IFFS) / Japan Society of Reproductive Medicine (JSRM) International Meeting 2015.
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県 横浜市）
  • 年月日: 2015-04-26
  • 国際学会
• [学会発表] Searching the enzyme responsible for the cleavage of sperm acrosomal protein Equatorin during acrosome reaction. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamatoya K
  • 学会等名: International Federation of Fertility Societies (IFFS) / Japan Society of Reproductive Medicine (JSRM) International Meeting 2015.
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県 横浜市）
  • 年月日: 2015-04-26
  • 国際学会
• [学会発表] Equatorin-mediated sperm-egg interaction. (2015)
  • 著者名/発表者名: Toshimori K
  • 学会等名: Proceedings of the 120th Annual Meeting of The Japanese Association of Anatomists and the 92nd Annual Meeting of The Physiological Society of Japan
  • 発表場所: Kobe Convention Center (兵庫県、神戸市）
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-23
  • 招待講演
• [学会発表] Sperm acrosomal membrane complex analyzed by STED using Equatorin-EGFP transgenic mice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ito C
  • 学会等名: Proceedings of the 120th Annual Meeting of The Japanese Association of Anatomists and the 92nd Annual Meeting of The Physiological Society of Japan
  • 発表場所: Kobe Convention Center (兵庫県、神戸市）
  • 年月日: 2015-03-21
• [学会発表] Searching the enzyme responsible for molecular weight reduction of sperm acrosomal protein Equatorin during acrosome reaction. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamatoya K
  • 学会等名: Proceedings of the 120th Annual Meeting of The Japanese Association of Anatomists and the 92nd Annual Meeting of The Physiological Society of Japan
  • 発表場所: Kobe Convention Center (兵庫県、神戸市）
  • 年月日: 2015-03-21
• [学会発表] Basigin interacts with monocarboxylate transporter 2 in the mouse testes and sperm. (2015)
  • 著者名/発表者名: Maekawa M
  • 学会等名: Proceedings of the 120th Annual Meeting of The Japanese Association of Anatomists and the 92nd Annual Meeting of The Physiological Society of Japan
  • 発表場所: Kobe Convention Center (兵庫県、神戸市）
  • 年月日: 2015-03-21
• [学会発表] ODF2 isoform c の発現と運命 (2014)
  • 著者名/発表者名: 伊藤千鶴
  • 学会等名: 第59回日本生殖医学会学術講演会
  • 発表場所: 京王プラザホテル（東京都、新宿区）
  • 年月日: 2014-12-04 – 2014-12-05
• [学会発表] ノックアウトマウスの先体反応に伴う先体タンパク質の局在と分子量変化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大和屋健二
  • 学会等名: 第59回日本生殖医学会学術講演会
  • 発表場所: 京王プラザホテル（東京都、新宿区）
  • 年月日: 2014-12-04 – 2014-12-05
• [学会発表] ヒト精子ミトコンドリアの形態異常と不妊症 (2014)
  • 著者名/発表者名: 年森清隆
  • 学会等名: 第59回日本生殖医学会学術講演会
  • 発表場所: 京王プラザホテル（東京都、新宿区）
  • 年月日: 2014-12-04
• [学会発表] Analyses of sialylation status of sperm acrosomal protein Equatorin and enzyme responsible for molecular weight shift during acrosome reaction. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamatoya K
  • 学会等名: The 37th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
  • 発表場所: Pacifico Yokohama (神奈川県、横浜市)
  • 年月日: 2014-11-27
• [学会発表] Sperm ODF2: analysis using ODF2-EGFP transgenic mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshimori K
  • 学会等名: 18th International Microscopy Congress (IMC 2014)
  • 発表場所: Prague Congress Center (Prague, Czech Repblic)
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-12
• [学会発表] 精子頭部のキャパシテーションと先体反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 年森清隆
  • 学会等名: 日本アンドロロジー学会第33回学術大会 第20回精子形成・精巣毒性研究会
  • 発表場所: 軽井沢プリンスホテルウエスト（長野県、北佐久郡）
  • 年月日: 2014-06-12
  • 招待講演
• [学会発表] 雄生殖細胞の機能形態的解析；精子卵子膜融合関連タンパク質 Equatorinを中心として (2014)
  • 著者名/発表者名: 年森清隆
  • 学会等名: 第119回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: 栃木県 自治医科大学キャンバス
  • 招待講演
• [学会発表] トランスジェニックマウスを用いた精子ODF2 の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 伊藤千鶴
  • 学会等名: 第119回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: 栃木県 自治医科大学キャンバス
• [学会発表] 精子先体赤道部糖タンパク質 equatorin の糖鎖修飾変化に関わる酵素の探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大和屋健二
  • 学会等名: 第119回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: 栃木県 自治医科大学キャンバス
• [学会発表] マウス精子における膜タンパク質ベイシジン分子の特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 前川眞見子
  • 学会等名: 第119回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: 栃木県 自治医科大学キャンバス
• [学会発表] モノクローナル抗体MC101が認識する精子タンパク質の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 陳城
  • 学会等名: 第119回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: 栃木県 自治医科大学キャンバス
• [学会発表] 受精障害の原因と検出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 年森清隆
  • 学会等名: 第19回日本臨床エンブリオロジスト学会 ワークショップ・学術講演会
  • 発表場所: 大阪府 千里ライフサイエンスセンター
  • 招待講演
• [学会発表] Equatorinノックアウト雄マウスの受精現象 (2014)
  • 著者名/発表者名: 年森清隆
  • 学会等名: 新学術領域研究 動植物に共通するアロ認証機構の解明 第8回領域会議
  • 発表場所: 愛知県 野依記念学術交流会館
  • 招待講演
• [学会発表] 精子先体赤道部糖タンパク質 equatorin の分子量低下に関わる酵素の探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大和屋健二
  • 学会等名: 新学術領域研究 動植物に共通するアロ認証機構の解明 第8回領域会議
  • 発表場所: 愛知県 野依記念学術交流会館
• [学会発表] 精子の核DNA断片化と頭部空胞を指標にした精子の質の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 年森清隆
  • 学会等名: 第58回日本生殖医学会 学術講演会・総会
  • 発表場所: 兵庫県 神戸国際会議場 神戸ポートピアホテル
  • 招待講演
• [学会発表] 抗equatorin抗体を用いた精子の質の評価法の検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊藤千鶴
  • 学会等名: 第58回日本生殖医学会 学術講演会・総会
  • 発表場所: 兵庫県 神戸国際会議場 神戸ポートピアホテル
• [学会発表] 精子先体赤道部タンパク質Equatorinの先体反応に伴う翻訳後修飾変化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大和屋健二
  • 学会等名: 第58回日本生殖医学会 学術講演会・総会
  • 発表場所: 兵庫県 神戸国際会議場 神戸ポートピアホテル
• [学会発表] Visualization of spermatogenesis and sperm function. (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshimori K.
  • 学会等名: XXIII International Symposium on Morphological Sciences (ISMS)
  • 発表場所: 新潟県 Toki Messe Niigata Convention Center
  • 招待講演
• [学会発表] マウス精巣および精子における basigin およびその結合分子の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 前川眞見子
  • 学会等名: 日本アンドロロジー学会第32回学術大会ならびに総会 および第19回精子形成・精巣毒性研究会共同開催学会
  • 発表場所: 大阪府 グランキューブ大阪
• [学会発表] 新しい検査法に基づく精子の機能診断法および選別保存法の開発と生殖医療応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 年森清隆
  • 学会等名: 公益財団法人双葉電子記念財団 自然科学研究助成成果発表会および研究助成・奨学金贈呈式
  • 発表場所: 千葉県 ホテルスプリングス幕張
  • 招待講演
• [学会発表] 精子の老化について (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊藤千鶴
  • 学会等名: 第13回日本抗加齢医学会総会
  • 発表場所: 神奈川県 パシフィコ横浜
  • 招待講演
• [学会発表] 精子膜に起こる配偶子認識と融合に関する超微形態および分子レベルの解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 年森清隆
  • 学会等名: 新学術領域研究 動植物に共通するアロ認証機構の解明 第7回領域会議
  • 発表場所: 島根県 くにびきメッセ
  • 招待講演
• [学会発表] 高解像顕微鏡およびSTEDを用いた受精関連タンパク質Equatorinの解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊藤千鶴
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第69回学術講演会
  • 発表場所: 大阪府 ホテル阪急エキスポパーク
• [学会発表] 新しい検査法に基づく精子の機能診断法および選別保存法の開発と生殖医療応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 年森清隆
  • 学会等名: なのはなコンペ2013表彰式 および なのはなコンペ昨年度受賞者成果発表会
  • 発表場所: 千葉県 千葉大学けやき会館
  • 招待講演
• [図書] 臨床のための解剖学 第２版（Clinically Oriented Anatomy, Seventh Edition) (2016)
  • 著者名/発表者名: 年森清隆、伊藤千鶴
  • 総ページ数: 1128
  • 出版者: メディカル・サイエンス・インターナショナル
• [図書] 組織細胞生物学（原書第３版）（Histology and Cell Biology An Introduction to Pathology. Third edition.） (2015)
  • 著者名/発表者名: 年森清隆、伊藤千鶴、内山安男
  • 総ページ数: 718
  • 出版者: 南江堂
• [図書] 精子の質評価-精子の構造と精能の評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 年森清隆 伊藤千鶴 神崎秀陽
  • 総ページ数: 152
  • 出版者: 医歯薬出版株式会社
• [図書] The Spermatozoon. In Knobil and Neill's Physiology of Reproduction (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshimori K, and Eddy EM
  • 総ページ数: 2684
  • 出版者: Academic Press
• [図書] 動植物の受精学 共通機構と多様性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮戸健二、井上直和、伊藤昌彦、伊藤千鶴、年森清隆
  • 総ページ数: 340
  • 出版者: 化学同人
• [図書] Sexual Reproduction in Animals and Plants. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ito C, Yamatoya K, Toshimori K.
  • 総ページ数: 480
  • 出版者: Springer
• [図書] Equatorin-Related Subcellular and Molecular Events During Sperm Priming for Fertilization in Mice. (Chapter 7) (2014)
  • 著者名/発表者名: Ito C, Yamatoya K, Toshimori K.
  • 総ページ数: 480
  • 出版者: Springer
• [備考] 生殖生物医学ホームページ
  • URL: http://www.m.chiba-u.ac.jp/class/devbiol/
• [備考] 生殖生物医学ＨＰ
  • URL: http://www.m.chiba-u.ac.jp/class/devbiol/
• [備考] 生殖生物医学ＨＰ
  • URL: http://www.m.chiba-u.ac.jp/class/devbiol/
• [産業財産権] Method of identifying compounds that inhibit fertilization (2014)
  • 発明者名: Kiyotaka Toshimori, Chizuru Ito
  • 権利者名: Kiyotaka Toshimori, Chizuru Ito
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2014-06-03
  • 取得年月日: 2014-06-30
  • 外国