哺乳動物受精時の精子由来卵活性化因子の同定と卵細胞内Ca^<2+>増加の分子機構の解明

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08457016
• 研究機関: 東京女子医科大学
• 研究代表者: 宮崎 俊一 東京女子医科大学, 医学部, 教授 (80010081)
• 研究分担者: 淡路 健雄 東京女子医科大学, 医学部, 助手 (60297546) ; 白川 英樹 東京女子医科大学, 医学部, 助手 (40241070) ; 尾田 正二 東京女子医科大学, 医学部, 助手 (50266714)
• キーワード: 受精 / 卵子 / 精子 / 卵活性化 / 細胞内カルシウムイオン / カルシウム波 / カルシウム振動

研究概要

本研究は,受精時の卵活性化の引き金になる細胞内カルシウムイオン(Ca)増加反応を誘導する精子因子の同定と,その作用の分子機構を解明するステップとして実施され,顕微細胞操作の技法,Ca画像解析装置および共焦点レーザー走査顕微鏡を用いて以上の結果を得た.
1)受精最初の現象はウニで最もよく解析可能であり,他の動物での受精機構の解明の重要な参考になる.ウニ精子と卵融合が一過性にしかおこらない条件を融合阻害剤ジャスピシン存在下で設定し,精子が最初に卵に引き起こす電流変化およびCa増加反応を同時記録し,精子結合部位直下の卵細胞内で局所的におこるCa増加を分離して記録することに成功し,その時・空間的特性を解析した.(Developmentに発表)
2)マウス未成熟精子(円形精子細胞)の卵内注入ではCa増加反応は誘発できず,卵活性化もおこらないことを明らかにした.そこでIP_3受容体の強力なアゴニストであるアデノホスチンを同時注入して人為的にCa振動を誘発し,受精させることに成功した.さらに2細胞期胚を宿主母体に移植し,正常な産仔を得た.(Biology of Reproductionに発表)
4)卵内注入によってCa振動を誘発する活性をもつ蛋白質をハムスター,ホヤ精子から抽出した.この抽出物をハムスター,マウス,ホヤ卵の表層および中心部にそれぞれ微量注入し,卵表層部細胞質が中心部に比べて精子因子に対する感受性が強いことを明らかにした.(論文執筆中)
これらの実験から,受精時に精子細胞質因子が卵細胞内に移行しCa増加反応を誘発する可能性が示唆され,今後の研究の発展に繋がる有用な実験データが提供された.

研究成果

• [文献書誌] Nakano, T., Shirakawa, H., Mitsuhashi, N., Kuwabara, Y.and Miyazaki, S.: "Spatiotemporal dynamics of intracellular calcium in the mouse egg injected with a spermatojoon." Molecular Human Reproduction. 3. 1087-1093 (1997)
• [文献書誌] Mori, T., Miyazaki, S., Shirakawa, H.and, Ikegami, S.: "Sperm-induced local[Ca^<2+>]rise speparated from the Ca^<2+> wave in sear urcbin eggs in the presence of a garnete fusion inhibitor,jaspisin." Development. 125. 293-300 (1998)
• [文献書誌] Sato, Y., Miyazaki, S., Shikano, T., Mitsuhashi, N., Takeuchi, Y., Mikoshiba, K.: "A denopohostin,a potent aganist of the inosital 1,4,5-trisphosphate receptor,is Kuwabara,Y.usful for fertilization of mouse eggs injected with to and spermatids reading to non mal offsring" Biology of Reproduction. 58. 867-873 (1998)
• [文献書誌] Shirakawa, H.and Miyazaki, S.: "spatiotemporal analysis of intracellular calcium increases in hamster sperm induced by soblbilized jona pellucida." Japanese Journal of Physiology. 47. S62 (1997)
• [文献書誌] Sato, Y., Shirakawa, H.and Miyazaki, S.: "The use of an agonist of inositol 1,4,5-trisphosphate receptor,adenophastin,for activation of mouse eggs injected with round spermatid." Japanese Journal of Physiology. 47. S61 (1997)
• [文献書誌] Mohri, T., Ikegami, S and Miyazaki, S.: "Analysis of sperm-induced Ca^<2+> response and membrance current in sear urchim eggs in the presence of jaspisin." Cell structure and Function. 22. 782 (1997)