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水や耐凍剤の透過性は、卵子や胚の耐凍性を左右する重要な低温生物学的特性である。そこで、マウス卵子およびゼブラフィッシュの卵子と胚に、水や耐凍剤を透過する水チャンネルであるアクアポリン(以下AQP)のcRNAを注入して人為的に発現させ、水や耐凍剤の透過性が向上するかどうか、さらに、耐凍性が向上するかどうかについて調べた。まず、マウス卵子にAQP3 cRNAを注入して発現させた。その結果、水とグリセロールのいずれの透過性も向上した。そこで、未処理の卵子では凍結保存が不可能なグリセロールをベースにした保存液を用いて、それらの卵子のガラス化保存を試みた。卵子の多くは融解後も生存し、受精能もあった。水/耐凍剤チャンネルの人為的発現により、細胞の耐凍性が向上することがわかった。ゼブラフィッシュ1細胞期胚にAQP7 cRNAを注入して発現を試みた。しかし、理論的体積変化をしなかったため、水や耐凍剤の透過性が向上したかどうか判別できなかった。ゼブラフィッシュ卵核胞期卵子にAQP3 cRNAを注入した場合は、水および耐凍剤の透過性が大きく向上した。今後、AQPの発現をより向上させることにより、魚類卵子の凍結保存が可能になると考えられる。
水や耐凍剤の透過性に起因する凍結保存による傷害には、細胞内氷晶形成や耐凍剤の毒性による傷害がある。形態的に容易にこれらの傷害が判別できれば、凍結保存法の改良が容易となる。そこで、マウス胚盤胞と2細胞期胚にこれらの傷害を誘起して、形態的特徴を調べた。細胞内氷晶形成を誘起した場合は、融解希釈直後、いずれの胚も膨張して輪郭が不鮮明となった。耐凍剤の毒性による障害を誘起した場合は、胚盤胞では、希釈後1時間の培養で脱コンパクションを起こし、2細胞期胚では、形態的に異常がないまま発生が停止した。このように、これらの傷害が判別可能であることがわかった。今後の凍結保存法の改良の際に有用となろう。
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