CRISPR/Cas9を用いた精子無力症モデルマウスの作製と解析

• 研究課題/領域番号: 26830056
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 実験動物学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 宮田 治彦 大阪大学, 微生物病研究所, 助教 (50604732)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: ゲノム編集 / 受精 / 精子 / 鞭毛

研究成果の概要

不妊症の約半分は男性に起因し、その原因の約20％は精子運動能の低下(精子無力症)であると言われている。本研究では、精子無力症の原因遺伝子の同定を目指し、CRISPR/Cas9システムを用いて、精子運動能に関わると示唆されている遺伝子のノックアウト(KO)マウスを作製した。その結果、精子の運動能低下や鞭毛形成不全のために生殖能力が低下するKOマウスを8ライン作製することができた。これら遺伝子のうち、Ppp3r2とCabyrについて詳細な解析を行った。他のKOマウスについても引き続き解析を行っていく予定である。

研究成果

• [国際共同研究] ニューカッスル大学(オーストラリア)
• [国際共同研究] ベイラー医科大学(米国)
• [雑誌論文] Genome engineering uncovers 54 evolutionarily conserved and testis-enriched genes that are not required for male fertility in mice. (2016)
  • 著者名/発表者名: Miyata H, Castaneda JM, Fujihara Y, Yu Z, Archambeault DR, Isotani A, Kiyozumi D, Kriseman ML, Mashiko D, Matsumura T, Matzuk RM, Mori M, Noda T, Oji A, Okabe M, Prunskaite-Hyyrylainen R, Ramirez-Solis R, Satouh Y, Zhang Q, Ikawa M, Matzuk MM.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 113 号: 28 ページ: 7704-7710
  • DOI: 10.1073/pnas.1608458113
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] CRISPR/Cas9 mediated genome editing in ES cells and its application for chimeric analysis in mice. (2016)
  • 著者名/発表者名: Oji A, Noda T, Fujihara Y, Miyata H, Kim YJ, Muto M, Nozawa K, Matsumura T, Isotani A, Ikawa M.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 6 号: 1 ページ: 34666-34666
  • DOI: 10.1038/srep31666
  • NAID: 120006957419
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] CRISPR/Cas9-mediated mutation revealed cytoplasmic tail is dispensable for IZUMO1 function and male fertility. (2016)
  • 著者名/発表者名: Young SA, Miyata H, Satouh Y, Muto M, Larsen MR, Aitken RJ, Baker M, Ikawa M.
  • 雑誌名: Reproduction. 巻: 152 号: 6 ページ: 665-672
  • DOI: 10.1530/rep-16-0150
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] CABYR is essential for fibrous sheath integrity and progressive motility in mouse spermatozoa. (2016)
  • 著者名/発表者名: Young SA, Miyata H, Satouh Y, Aitken RJ, Baker MA, Ikawa M.
  • 雑誌名: J Cell Sci. 巻: 129 号: 23 ページ: 4379-4387
  • DOI: 10.1242/jcs.193151
  • NAID: 120006957405
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Sperm calcineurin inhibition prevents mouse fertility with implications for male contraceptive (2015)
  • 著者名/発表者名: Haruhiko Miyata, Yuhkoh Satouh, Daisuke Mashiko, Masanaga Muto, Kaori Nozawa, Kogiku Shiba, Yoshitaka Fujihara, Ayako Isotani, Kazuo Inaba, Masahito Ikawa
  • 雑誌名: Science 巻: 350 号: 6259 ページ: 442-445
  • DOI: 10.1126/science.aad0836
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] CRISPR/Cas9-Mediated Rapid Generation of Multiple Mouse Lines Identified Ccdc63 as Essential for Spermiogenesis (2015)
  • 著者名/発表者名: Samantha AM Young, Haruhiko Miyata, Yuhkoh Satouh, Hirotaka Kato, Kaori Nozawa, Ayako Isotani, R John Aitken, Mark A Baker, Masahito Ikawa
  • 雑誌名: Int. J. Mol. Sci 巻: 16 号: 10 ページ: 24732-24750
  • DOI: 10.3390/ijms161024732
  • NAID: 120006957408
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] ゲノム編集技術を用いた精子機能の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮田治彦
  • 学会等名: 第122回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: 長崎大学、長崎
  • 年月日: 2017-03-30
  • 招待講演
• [学会発表] Sperm-specific calcineurin is necessary for midpiece flexibility and male fertility (2016)
  • 著者名/発表者名: Haruhiko Miyata
  • 学会等名: The 12th Scientific Conference of Chinese Association for Laboratory Animal Sciences
  • 発表場所: Nanning, China
  • 年月日: 2016-10-11
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Sperm-specific calcineurin is necessary for midpiece flexibility and male fertility (2016)
  • 著者名/発表者名: Haruhiko Miyata, Yuhkoh Satouh, Daisuke Mashiko, Masanaga Muto, Kaori Nozawa, Kogiku Shiba, Yoshitaka Fujihara, Ayako Isotani, Kazuo Inaba, Masahito Ikawa
  • 学会等名: SSR 2016 Annual Meeting
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2016-07-17
  • 国際学会
• [学会発表] 精子カルシニューリンは尾部中片部の屈曲能とオスの生殖能に必須である (2016)
  • 著者名/発表者名: 宮田治彦、佐藤裕公、増子大輔、武藤真長、野澤香織、柴小菊、藤原祥高、磯谷綾子、稲葉一男、伊川正人
  • 学会等名: 第63回日本実験動物学会総会
  • 発表場所: ミューザ川崎シンフォニーホール、川崎
  • 年月日: 2016-05-18
• [学会発表] Sperm Calcineurin is Necessary for Midpiece Flexibility and Male Fertility (2016)
  • 著者名/発表者名: Haruhiko Miyata, Yuhkoh Satouh, Daisuke Mashiko, Masanaga Muto, Kaori Nozawa, Kogiku Shiba, Yoshitaka Fujihara, Ayako Isotani, Kazuo Inaba, Masahito Ikawa
  • 学会等名: Biophysical Society 60th Annual Meeting
  • 発表場所: Convention Center, Los Angeles, USA
  • 年月日: 2016-02-28
  • 国際学会
• [学会発表] Sperm-specific calcineurin is necessary for midpiece flexibility and male fertility (2016)
  • 著者名/発表者名: Haruhiko Miyata, Yuhkoh Satouh, Daisuke Mashiko, Masanaga Muto, Kaori Nozawa, Kogiku Shiba, Yoshitaka Fujihara, Ayako Isotani, Kazuo Inaba, Masahito Ikawa
  • 学会等名: 国際シンポジウム "生殖細胞のエピゲノムダイナミクスとその制御"
  • 発表場所: 京都大学、京都
  • 年月日: 2016-02-17
  • 国際学会
• [学会発表] Ca2+-Dependent Phosphatase and Sperm Motility (2015)
  • 著者名/発表者名: Haruhiko Miyata, Yuhkoh Satouh, Daisuke Mashiko, Masanaga Muto, Kaori Nozawa, Kogiku Shiba, Yoshitaka Fujihara, Ayako Isotani, Kazuo Inaba, Masahito Ikawa
  • 学会等名: Gordon Research Conferences: Fertilization & Activation of Development
  • 発表場所: Holderness School, Holderness, USA
  • 年月日: 2015-07-20
  • 国際学会
• [学会発表] Generation of mutant mice by pronuclear injection of circular plasmid expressing hCas9/gRNA complex (2014)
  • 著者名/発表者名: Haruhiko Miyata, Daisuke Mashiko, Yoshitaka Fujihara, Yuhkoh Satouh, Samantha A Young and Masahito Ikawa
  • 学会等名: The 12th International Symposium on Spermatology
  • 発表場所: オーストラリア ニューカッスル
  • 年月日: 2014-08-11
• [図書] 精子カルシニューリンはオスの生殖能に必須である (臨床免疫・アレルギー科) (2016)
  • 著者名/発表者名: 宮田治彦、伊川正人
  • 総ページ数: 94
  • 出版者: 科学評論社
• [図書] 精子カルシニューリンが受精能力に必要 (医学のあゆみ) (2016)
  • 著者名/発表者名: 宮田治彦、伊川正人
  • 総ページ数: 71
  • 出版者: 医歯薬出版株式会社
• [図書] カルシニューリンは精子中片部の屈曲能とオスの生殖能に必須である (細胞工学) (2016)
  • 著者名/発表者名: 宮田治彦、伊川正人
  • 総ページ数: 276
  • 出版者: 学研メディカル秀潤社
• [図書] マウスの生殖能力に必須な精子カルシニューリンは男性避妊薬の標的となりうる (実験医学) (2016)
  • 著者名/発表者名: 宮田治彦、伊川正人
  • 総ページ数: 644
  • 出版者: 羊土社
• [図書] ゲノム編集技術による疾患モデルマウスの作出 (進化するゲノム編集技術) (2015)
  • 著者名/発表者名: 宮田治彦、伊川正人
  • 総ページ数: 386
  • 出版者: エヌ・ティー・エス
• [備考] 大阪大学微生物病研究所遺伝子機能解析分野HP
  • URL: http://www.egr.biken.osaka-u.ac.jp/information/results/index.html
• [備考] 大阪大学微生物病研究所遺伝子機能解析分野HP、研究成果
  • URL: http://www.egr.biken.osaka-u.ac.jp/information/results/index.html