精子・卵子相互作用と不妊症関連遺伝子欠損マウスを用いた不妊機構の解析

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14570019
• 研究機関: 宮崎医科大学
• 研究代表者: 年森 清隆 宮崎医科大学, 医学部, 教授 (20094097)
• 研究分担者: 伊藤 千鶴 宮崎医科大学, 医学部, 助手 (80347054) ; 谷井 一郎 宮崎医科大学, 医学部, 助手 (40207171) ; 吉永 一也 宮崎医科大学, 医学部, 助教授 (50136719) ; 桑島 正道 宮崎医科大学, 医学部, 教授 (00205262)
• キーワード: 精子抗原 / 坑精子抗体 / 受精 / 卵子活性化 / 精子-卵子相互作用 / ベイシジン / MN13 / GOPC

研究概要

平成14年度に得た結果を記す。
1.鞭毛表面タンパク質ベイシジン(43-66K)
受精過程におけるベイシジンの分子修飾と機能解析を行い報告した(Saxena et al.,(2002)Reproduction 123,435-444)。主な結果:1)キヤパシテーションと先体反応の過程において、ベイシジンの局在変化(頭部への移動)と分子サイズ減少が起こる。2)ベイシジンは透明帯との結合に関与する。
2.精子核周囲関連物質MN13
機能解析を行い報告した(Manandhar, G. and Toshimori, K.(2003)Biol. Reprod. 68:655-663)。主な結果:1)抗MN13抗体で処理した精子を未受精卵子に注入すると卵子は活性化できなくなった。従って、MN13は卵子活性化に関与する。2)卵子内に取り込まれたMN13は紡錘体の両極に移動し、発生初期の卵子周期に関与する可能性が示唆された。
3.癌関連遺伝子GOPC欠損マウスの解析
このマウスがヒト円形頭部精子症のモデル動物となることを証明した(Yao, R. et al., Proc, Natl. Acad. Sci. USA-99:1121H1216.)。主な結果:1)先体が形成されない(無先体円形精子)。部分的に形成されてもやがて脱落する。2)GOPC分子はゴルジ装置由来の輸送小胞構造に関連して局在する。
4.gcl遺伝子欠損マウスの解析
このマウスは多核多鞭毛精子が形成されることを証明した(Kimura, T.et al. (2003)Mol Cell Biol. 23,1304-1315.)。主な結果:多核多鞭毛精子が形成される原因は、1)細胞質分離がうまく行われないためである。2)gcl分子は核と密接に関連して存在する。
5.その他
1)表面タンパク質MC31/CE9(26-35K):卵子細胞膜レベルでの相互作用に関与する(投稿準備中)。
2)カルニチン(分子量162)と精子成熟/不妊症(閉塞性無精子症)の関係:精巣・精子・生殖組織におけるOCTN2の局在を免疫組織化学的に検索し、現在、in situ hybridizationにより、カルニチントランスポーター遺伝子(mRNA)レベルで、OCTN1-3の遺伝子発現を解析している。
3)MN9/エクアトリン分子の精製を行った結果、幾つかのバンドが得られた。

研究成果

• [文献書誌] Saxena, D.K., Oh-Oka, T., Kadomatsu, K., Muramatsu, T., Toshimori, K.: "Behavior of a sperm surface transmembrane glycoprotein, basigin, during epididymal maturation and its role in fertilization"Reproduction. 123. 435-444 (2002)
• [文献書誌] Yao, R.., Ito, C., Natsume, Y, Sugitani, Y, Yamanaka, H., Kuretake, S., Yanagida, K., Sato, A., Toshimori, K., Noda, T.: "Lack of acrosome formation in mice lacking a Golgi protein, GOPC"ProC. Natl. Acad. Sci. USA. 99. 11211-11216 (2002)
• [文献書誌] Manandhar, G., Toshimori, K.: "Fate of post-acrosomal perinuclear theca recognized by monoclonal antibody MN13, after sperm head microinjection and its role in oocyte activation in mice"Biol. Reprod.. 68. 655-663 (2003)
• [文献書誌] Kimura, T., Ito.C., Watanabe, S., Takahashi, T., Ikawa, M., Yomogida, K., Fujita, Y.Ikeuchi, M.Asada, N., Matsumiya, K., Okuyama, A., Okabe, M., Toshimori, K., Nakano, T.: "Mouse germ cell-less as an essential component for nuclear integrity"Mol. Cell Biol.. 23. 1304-1315 (2003)
• [文献書誌] Toshimori, K.: "Spermatozoa maturation in the testis and epididymis."In : Biology of spermatozoa, ed. Toshimori K., Microsc. Res. Tech.. (in press). (2003)
• [文献書誌] Yoshinaga, K., Toshimori, K.: "Organization and modifications of sperm acrosomal molecules during spermatogenesis and epididymal maturation"In : Biology of spermatozoa, ed. Toshimori K., Microsc. Res. Tech.. (in press). (2003)