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2017 年度 実績報告書

マウス配偶子産生におけるGSCの制御機構の解明

計画研究

研究領域動物における配偶子産生システムの制御
研究課題/領域番号 25114004
研究機関基礎生物学研究所

研究代表者

吉田 松生  基礎生物学研究所, 生殖細胞研究部門, 教授 (60294138)

研究分担者 原 健士朗  東北大学, 農学研究科, 准教授 (60551546)
大保 和之  横浜市立大学, 医学研究科, 教授 (70250751)
研究期間 (年度) 2013-06-28 – 2018-03-31
キーワード遺伝子 / 幹細胞 / 分化 / クロマチン修飾
研究実績の概要

本研究は、マウス配偶子幹細胞(GSC)である精子幹細胞の自己複製と分化を制御する細胞内外の遺伝子ネットワークを解明するために、以下の具体的目的を掲げている。すなわち、①GSCの細胞レベルでの同定、②精巣組織内における挙動のダイナミクスの計測と数理モデルによる解析、③幹細胞ダイナミクスを制御する細胞外因子およびそれを発現する精巣細胞の同定である。
28年度までの主な成果は以下の通りであった。①GFRα1を発現する細胞が幹細胞として機能するダイナミクスを、ライブイメージング、運命追跡、および数理解析によって単一細胞レベルで明らかにした(Cell Stem Cell 2014)。②未分化型精原細胞のレチノイン酸受容体Rargの発現の有無が分化する細胞と未分化にとどまる細胞を作り出すことを見出した(Development 2015)。③精子幹細胞を初期分化に向かわせる因子としてWntを同定、さらに、一部の幹細胞で発現する新規のwnt阻害因子Shisa6が幹細胞の運命決定に関与することを示した(Stem Cell Reports 2017)。
29年度は解析を継続し、以下の結果を得た。①定常状態において幹細胞ホメオスタシスを制御する新規因子の変異体における幹細胞機能のデータ、および、移植後の精子幹細胞の細胞運命を単一細胞レベルで検討したデータを数理生物学的に解析し、これらの状況における幹細胞機能を記載できる単純な動作原理を明らかにした。②生体ライブイメージングで観察される精巣組織内の未分化型精原細胞の動きの定量的解析から、単純な動作原理の存在が予測された。③ヒストン修飾に異常をきたす変異マウスの精子幹細胞の移動の異常を詳細に解析した。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (35件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 9件、 招待講演 10件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] Stanford University School of Medicine/The University of Michigan(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Stanford University School of Medicine/The University of Michigan
  • [国際共同研究] University of Cambridge/University of Oxford/The University of Edinburgh(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of Cambridge/University of Oxford/The University of Edinburgh
    • 他の機関数
      1
  • [国際共同研究] University of Copenhagen(デンマーク)

    • 国名
      デンマーク
    • 外国機関名
      University of Copenhagen
  • [国際共同研究] Heidelberg University/TU Dresden(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Heidelberg University/TU Dresden
  • [国際共同研究] FMI(Switzerland)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      FMI
  • [雑誌論文] MAFB is dispensable for the fetal testis morphogenesis and the maintenance of spermatogenesis in adult mice.2018

    • 著者名/発表者名
      H. H. Shawki, H. Oishi, T. Usui, Y. Kitadate, W. A. Basha, A. M. Abdellatif, K. Hasegawa, R. Okada, K. Mochida, H. A. El-Shemy, M. Muratani, A. Ogura, S. Yoshida and S. Takahashi
    • 雑誌名

      PLOS one

      巻: - ページ: -

    • DOI

      https://doi.org/10.1371/journal.pone.0190800

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of doxorubicin on sperm DNA methylation in mouse models of testicular toxicity.2018

    • 著者名/発表者名
      Sakai K, Ideta-Otsuka M, Saito H, Hiradate Y, Hara K, Igarashi K, Tanemura K.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun.

      巻: 498 ページ: 674-679

    • DOI

      doi: 10.1016/j.bbrc.2018.03.044. Epub 2018 Mar 15.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Prolyl isomerase Pin1 is required sperm production by promoting mitosis progression of spermatogonial stem cells.2018

    • 著者名/発表者名
      Kurita-Suzuki A, Kamo Y, Uchida C, Tanemura K, Hara K, Uchida T.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun.

      巻: 497 ページ: 388-393

    • DOI

      doi: 10.1016/j.bbrc.2018.02.090.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Prenatal and postnatal exposure to low levels of permethrin exerts reproductive effects in male mice.2017

    • 著者名/発表者名
      Saito H, Hara K, Tanemura K.
    • 雑誌名

      Reprod Toxicol.

      巻: 74 ページ: 108-115

    • DOI

      doi: 10.1016/j.reprotox.2017.08.022. Epub 2017 Sep 21.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects on glycocalyx structures of frozen-thawed bovine sperm induced by flow cytometry and artificial capacitation.2017

    • 著者名/発表者名
      Umezu K, Hiradate Y, Numabe T, Hara K, Tanemura K.
    • 雑誌名

      J Reprod Dev.

      巻: 63 ページ: 473-480

    • DOI

      doi: 10.1262/jrd.2017-065. Epub 2017 Jul 13.

    • 査読あり
  • [学会発表] Dynamical regulation of spermatogenic stem cells in homeostasis and after transplantation.2018

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshida
    • 学会等名
      CDB Sympojium 2018 “Dynamic Homeostasis From Development to Aging
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 精子幹細胞の謎に挑む2018

    • 著者名/発表者名
      吉田松生
    • 学会等名
      日本生殖発生医学会第13回学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] マウス精子幹細胞の組織内挙動の解明2018

    • 著者名/発表者名
      吉田松生
    • 学会等名
      第29回生物学技術研究会、第40回生理学技術研究会(合同開催)
    • 招待講演
  • [学会発表] 精子形成を支える幹細胞のリアルな姿とその制御メカニズム2018

    • 著者名/発表者名
      吉田松生
    • 学会等名
      新学術領域先端モデル動物支援プラットフォーム成果発表会2017
    • 招待講演
  • [学会発表] Role of a mammalian histone H3K4me3 methyltransferase Kmt2b for spermatogonial stem cell differentiation and migration.2018

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Y, Tomizawa S, Ono M, Ohbo K.
    • 学会等名
      第123回日本解剖学会総会全国学術集会東京
  • [学会発表] Role and priming activity of Kmt2b for the spermatogonial stem cell epigenome.2018

    • 著者名/発表者名
      Tomizawa S, Kobayashi Y, Shirakawa T, Hoshi I, Nakajima K, Royo H, Peters AHFM, Anastassiadis K, Stewart AF, Ohbo K.
    • 学会等名
      第123回日本解剖学会総会全国学術集会東京
  • [学会発表] Kmt2b(H3K4メチル化酵素)遺伝子欠損マウスにおける精細管の微細形態2018

    • 著者名/発表者名
      尾野道男、小林裕貴、富澤信一、大保和之
    • 学会等名
      第123回日本解剖学会総会全国学術集会東京
  • [学会発表] マウス精子幹細胞の動態と制御2017

    • 著者名/発表者名
      吉田松生
    • 学会等名
      第22回日本生殖内分泌学会学術集会 シンポジウム「精巣と卵巣の幹細胞」
    • 招待講演
  • [学会発表] 精子幹細胞から生殖細胞の諸問題に挑戦する2017

    • 著者名/発表者名
      吉田松生
    • 学会等名
      認識と形成2017
  • [学会発表] Population dynamics of sperm stem cells: cell fate decision in an open niche.2017

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshida
    • 学会等名
      IRCMS mini-symposium Cell Fate in Development
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 組織恒常性を支える幹細胞の動的不均一性をマウス精子形成に学ぶ2017

    • 著者名/発表者名
      吉田松生
    • 学会等名
      日本生物物理学会第55回年会シンポジウム「動的不均一性がもたらす多細胞社会の秩序形成」
  • [学会発表] Hierarchy and microenvironmental control of mouse spermatogenic stem cells in vivo.2017

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshida
    • 学会等名
      The International Research Symposium on Regulation of Germ Cell Development in vivo and in vitro
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Cell-intrinsic mechanism underlies the SSC fate selection between differentiation and self-renewal in an open niche environment of seminiferous tubules.2017

    • 著者名/発表者名
      M. Tokue and S. Yoshida
    • 学会等名
      50th Annual Meeting of the Society for the Study of Reproduction
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamics of Spermatogenic Stem Cells in the Open Niche Environment.2017

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshida
    • 学会等名
      “Germinal Stem Cell Biology” Gordon Research Conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Competition for FGFs yields robust homeostasis in the density of mouse spermatogenic stem cells.2017

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshida
    • 学会等名
      “Advances in Stem Cells and Regenerative Medicine” EMBO Conference,
    • 招待講演
  • [学会発表] マウス精子形成の時空間ダイナミクスとそれを支える幹細胞ホメオスタシス2017

    • 著者名/発表者名
      吉田松生
    • 学会等名
      MIMS共同研究集会 時空間ダイナミクス~生命現象における時間変化を伴う空間秩序
  • [学会発表] Density homeostasis of psermatogenic stem cells through competition for GFGs(精子幹細胞の密度は精細管の周囲の体細胞から発現する一定量のFGFsを精子幹細胞で奪い合うことで決められている)2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Kitadate and S. Yoshida
    • 学会等名
      The annual meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists
  • [学会発表] Homing eddiciency and behavioe of mouse sepermatogenic stem cells following transplantation.2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakamura, Y. Kon and S. Yoshida
    • 学会等名
      The annual meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists
  • [学会発表] Stem cell dynamics and its regulation underlying the persistent mouse spermatogenesis.2017

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshida
    • 学会等名
      “Symposium 10: Germ Cell” The annual meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Kmt2b is required for spermatogenesis through both bivalent and monovalent priming of the spermatogonial stem cell epigenome.2017

    • 著者名/発表者名
      Tomizawa S, Kobayashi Y, Shirakawa T, Hoshi I, Nakajima K, Royo H, Peters AHFM, Anastassiadis K, Stewart AF, Ohbo K
    • 学会等名
      EMBO conference: Nuclear structure and dynamics L'Isle sur la Sorgue
    • 国際学会
  • [学会発表] Diffusive motion dynamics of sperm stem cells in mouse testis.2017

    • 著者名/発表者名
      Kenshiro Hara, Kentaro Tanemura, Shosei Yoshida
    • 学会等名
      Fourth World congress of reproductive biology
    • 国際学会
  • [学会発表] Spermatogonial motion dynamics in mouse testis.2017

    • 著者名/発表者名
      Kenshiro Hara、Kentaro Tanemura、Shosei Yoshida
    • 学会等名
      The International Research Symposium on Regulation of Germ Cell Development in vivo and in vitro
    • 国際学会
  • [備考] 基礎生物学研究所 吉田研究室

    • URL

      http://www.nibb.ac.jp/germcell/

  • [備考] 配偶子産生制御

    • URL

      http://www.nibb.ac.jp/adventures-in-germline-wonderland/index.html

  • [備考] 東北大学 農学研究科 応用生命科学専攻 動物生殖科学分野

    • URL

      http://www.agri.tohoku.ac.jp/seisyoku/

URL: 

公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-05-13  

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