精原細胞における減数分裂開始とアポトーシスとの分化選択機構

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12680718
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 安部 眞一 熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (90109637)
• 研究分担者: 山本 卓 熊本大学, 理学部, 助手 (90244102)
• キーワード: 精子形成 / 精原細胞 / 減数分裂開始 / アポトーシス / FSH / プロラクチン / BMP-2 / -4 / BMP受容体

研究概要

精子分化過程には、体細胞分裂を行う精原細胞が一定回数分裂後、減数分裂を行う精母細胞へ分化する機構という未解決の問題がある。代表者らは、精原細胞の増殖と減数分裂の開始におけるホルモンとセルトリ細胞の役割を培養系を用いて分子生物学的に解析してきた結果、精原細胞の6回目の分裂を完了した時点に減数分裂に入るかどうかのチェックポイントがあり、FSHがあれば減数分裂に入るが、ない場合はアポトーシスを起こすことを見出した。そこで、このチェックポイント機構を調べた。
ヒトBMP-2,-4をイモリ精巣器官培養に加えると、プロラクチン同様に減数分裂直前の精原細胞(第7世代)にアポトーシスを起こすことを見出した。BMPの阻害剤であるnogginをプロラクチンと同時に加えたところアポトーシスを約40%阻害したので、BMPはプロラクチンの下流因子の一つと考えられる。イモリBMP-2のcDNAを単離し、その発現ステージを調べたところ、精原細胞ステージの体細胞分画に強く発現していた。精巣からPCRによりBMP1型および2型受容体のcDNAのクローニングを行った。BMP1型および2型受容体とも精原細胞期、精母細胞期および丸い精細胞期のすべてのステージで発現がみられ発現量に差はみられなかった。さらに体細胞(ほとんどがセルトリ細胞)と生殖細胞(精原細胞と精母細胞)での発現を調べた結果、1型はほとんど発現量に差はなかったが、2型は体細胞で強い発現がみられた。これらの結果からBMPは生殖細胞と体細胞の両方に結合する可能性が示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Yamamoto,T.,Nakayama,Y.,and Abe,S.-I.: "Mammalian Follicle-Stimulating Hormone (FSH) and Insulin-Like Growth Factor (IGF-I) Up-regulate IGF-I Gene Expression in Organ Culture of Newt Testis."Molecular Reproduction and Development. (in press). (2001)
• [文献書誌] Yazawa,T.,Yamamoto, et al.: "Cold Suppression of Follicle-Stimulating Hormone (FSH)-Activity on Newt Testes."General and Comparative Endocrinology. (in press). (2001)
• [文献書誌] Yazawa,T.,Fujimoto,K.,Yamamoto,T.and Abe,S.-I.: "Caspase Activity in Newt Spermatogonial Apoptosis Induced by Prolactin and Cycloheximide"Molecular Reproduction and Development. (in press). (2001)
• [文献書誌] Yazawa,T.,Yamamoto,T.,Hamada,S.,Nakayama,Y.,and Abe,S.-I.: "Conversion from mitosis to meiosis : morphology and expression of PCNA and DMC 1 during newt spermatogenesis."Development Growth and Differentiation. 42. 603-611 (2000)
• [文献書誌] Nakayama,Y.,Yamamoto,T.,Oba,Y.,Nagahama,Y.and Abe,S.-I.: "Molecular cloning, functional characterization and gene expression of a follicle-stimulating hormone receptor in the testis of newt, Cynops pyrrhogaster."Biochemical and Biophysical Research Communications. 275. 121-128 (2000)
• [文献書誌] Yazawa,T.,Yamamoto,T.and Abe,S.-I.: "Prolactin Induces Apoptosis in the Penultimate Spermatogonial Stage of the Testes in Japanese Red-Bellied Newt (Cynops pyrrhogaster)."Endocrinology. 141. 2027-2032 (2000)