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精子受精能を制御する生殖路管腔環境のデザイン原理

公募研究

研究領域配偶子インテグリティの構築
研究課題/領域番号 21H00231
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関大阪大学

研究代表者

淨住 大慈  大阪大学, 微生物病研究所, 助教 (70452430)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2022年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2021年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワードルミクリン / 精子成熟 / 精巣上体 / 分泌因子 / 管腔 / シグナル伝達 / 精子
研究開始時の研究の概要

精巣で作られたばかりの精子には受精能はなく、精子のこの質的なインテグリティの完成、すなわち精子の「成熟」においてには、精巣上体の管腔内環境が重要な役割を担っている.しかしこの管腔内環境がどのように精子を成熟させるのか、そのメカニズムはほとんどわかっていない.そこで本研究では精子を成熟させる「生殖路管腔内空間のデザイン原理」を明らかにする.具体的には、(1)精子成熟を規定する管腔内環境やその構成因子の作用機序、(2)管腔内環境によって引き起こされる精子の質的な変化、の 2 点を分子レベルで明らかにする.

研究実績の概要

精巣で作られたばかりの精子には受精能はなく、精子のこの質的なインテグリティの完成、すなわち精子の「成熟」においてには、精巣上体の管腔内環境が重要な役割を担っている。しかしこの管腔内環境がどのように精子を成熟させるのか、そのメカニズムはほとんどわかっていない。そこで本研究では精子を成熟させる「生殖路管腔内空間のデザイン原理」を明らかにする.具体的には、(1)精子成熟を規定する管腔内環境やその構成因子の作用機序、(2)管腔内環境によって引き起こされる精子の質的な変化、の2点を分子レベルでの解明に取り組んだ。
(1) 精子の成熟にはルミクリンという生殖路管腔内シグナル伝達による精巣状態の分化制御が必須である。この制御因子として新規な分泌タンパク質NICOLを同定した。NICOLを欠損させたマウスは精巣上体が分化せず、その結果精子が成熟出来ず不妊となるが、精巣の生殖細胞に発現させると妊孕性が回復することからルミクリン因子として機能する。このNICOLの分子機能をさらに検討した結果、NICOLは別のルミクリン因子NELL2と強固な分子複合体を形成して機能していることがわかった。
(2) NICOL欠損マウスやNELL2欠損マウス精子の解析から、精子においてその機能的成熟に関わる候補タンパク質を同定した。それらをさらに機能解析するために、精子タンパク質抽出物からの精製条件を探索し部分精製系を確立した。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] A small secreted protein NICOL regulates lumicrine-mediated sperm maturation and male fertility2023

    • 著者名/発表者名
      Kiyozumi Daiji、Shimada Kentaro、Chalick Michael、Emori Chihiro、Kodani Mayo、Oura Seiya、Noda Taichi、Endo Tsutomu、Matzuk Martin M.、Wreschner Daniel H.、Ikawa Masahito
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 14 号: 1 ページ: 2354-2354

    • DOI

      10.1038/s41467-023-37984-x

    • 関連する報告書
      2022 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] The molecular mechanisms of mammalian sperm maturation regulated by NELL2-ROS1 lumicrine signaling2022

    • 著者名/発表者名
      Kiyozumi Daiji
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 172 号: 6 ページ: 341-346

    • DOI

      10.1093/jb/mvac071

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Proteolysis in Reproduction: Lessons From Gene-Modified Organism Studies2022

    • 著者名/発表者名
      Kiyozumi Daiji、Ikawa Masahito
    • 雑誌名

      Frontiers in Endocrinology

      巻: 13 ページ: 876370-876370

    • DOI

      10.3389/fendo.2022.876370

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 哺乳動物の雄性生殖路における分泌シグナル伝達ルミクリンの勾配形成2022

    • 著者名/発表者名
      淨住大慈
    • 学会等名
      第69回日本実験動物学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 精巣分泌因子Ts-1はルミクリンシグナル伝達を介した雄の妊孕性制御に必須である2022

    • 著者名/発表者名
      淨住大慈
    • 学会等名
      第37回日本生殖免疫学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2023-12-25  

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