ＳＲＹ標的遺伝子および初期卵巣化因子の同定と発現解析

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14J09465
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 三浦 健人 東京大学, 農学生命科学研究科, 特別研究員(DC1)
• 研究期間 (年度): 2014-04-25 – 2017-03-31
• キーワード: 性決定 / 卵巣 / 精巣 / SRY / 性の可塑性 / セルトリ細胞 / 顆粒膜細胞 / SOX9

研究実績の概要

マウス胎子XX卵巣を雄マウス腎臓被膜下へ移植し発生させると、移植10日目までに一度起こった卵巣化がリセットされ、移植20日目までに精巣様構造が出現する (XX精巣化)。本研究はこのXX精巣化モデルを用いて、「精巣決定遺伝子SRYの標的遺伝子」および「初期卵巣化因子」の同定と、それらの因子およびXX精巣化に関連した遺伝子の解析を行い、哺乳類の支持細胞の初期性分化の分子機構の解明に寄与することを目的に行われている。

申請者は、SRYの新たな標的遺伝子を同定するために、XX精巣化の過程で未分化な状態に戻ったXX生殖腺にSRYを誘導し、発現の上昇が見られた遺伝子の中から、精巣分化に関する機能が明らかになっていない複数の転写因子を抽出した。申請者はそれらSRY標的転写因子の候補に関して、XX生殖腺においてもSRYが恒常発現するマウスを用いて、胎生期生殖腺での発現を調べた結果、マウス胎生期の野生型XX生殖腺と比較して、野生型XY生殖腺およびSRY恒常発現型XX生殖腺で高発現する因子を特定した。

また申請者は、XX精巣化の進行に伴い、約25％の顆粒膜細胞特異的遺伝子の発現が減少することが明らかにした。減少傾向を示した因子に関して、胎生期XX生殖腺における組織学的な解析を行ったところ、性的に未分化な細胞において、陽性シグナルが観察されない因子を特定した。一方、XX精巣化の進行に伴い、セルトリ細胞特異的遺伝の約25％が、移植15－20目までにかけて発現の増加を示すことが分かった。発現が増加したいくつかの因子に関しては、RT-qPCRにおいてもXX精巣化の過程で遺伝子発現が増加することを確認している。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

申請者は、未分化性を再獲得したXX精巣にSRYを誘導した場合に発現が上昇してくる遺伝子の中から、精巣分化に関する機能が知られていない複数の転写因子をSRY標的転写因子として抽出した。申請者は、これらの因子の中から、マウス胎生期の野生型XX生殖腺と比較して、野生型XY生殖腺およびSRY恒常発現型XX生殖腺で高発現する因子を既に特定している。この因子は、XX精巣化という人為的に作り出したモデルにおいてのみならず、正常な生殖腺発生過程においてもSRYによって発現が誘導されうる因子であり、SRY標的遺伝子に関する研究のさらなる進展が見込まれる。

また申請者は、XX精巣化の進行に伴って発現が減少した因子の中から、胎生期XX生殖腺の性的に未分化な細胞において、陽性シグナルが観察されない因子を特定した。この因子は、XX精巣化において未分化性の再獲得に伴って発現が減少し、胎生期XX生殖腺の未分化性消失にともなって発現することから、初期卵巣化因子の有力な候補と考えられる。

更に申請者は、XX精巣化の進行に伴い、セルトリ細胞特異的遺伝の約25％が移植15－20目までにかけて発現の増加を示すことを明らかにした。発現が増加したいくつかの因子に関しては、RT-qPCRにおいてもXX精巣化の過程で遺伝子発現が増加することを確認している。これらの精巣化因子について解析を進めることで、雄環境下で起こるSRY非依存的な精巣化を引き起こす原因遺伝子の解明につながることが期待できる。

今後の研究の推進方策

申請者が特定した、マウス胎生期の野生型XX生殖腺と比較して、野生型XY生殖腺およびSRY恒常発現型XX生殖腺で高発現するSRY標的転写因子の候補に関して、in-situハイブリダイゼーションや免疫組織化学による組織学的な解析を行い、SRYと同様に支持細胞に発現する因子を明らかにする。また候補因子の中で、SRYが結合することが示唆されているDNA領域を持つ因子を明らかにする。

現在までに得られている初期卵巣化因子およびXX精巣化の原因遺伝子の候補に関して、in-situハイブリダイゼーションや免疫組織化学によるXX精巣および胎生期XX生殖腺のより詳細な組織学的解析を行う。有力な候補に関しては、Crispr-Cas9システム等を用いてノックアウトマウスの作製を行い、胎生期の卵巣化に与える影響やXX精巣化におけるセルトリ細胞様の細胞や精巣様構造の出現に与える影響を解析する。一部の遺伝子に関しては、ノックアウトマウスを既に作製済みである。それにより、初期卵巣化因子およびXX精巣化の原因遺伝子の同定を行う。

研究成果

• [学会発表] SRY-independent testiculogenesis of mouse fetal gonads caused in male environment and its common molecular pathway with SRY-dependent testiculogenesis (2016)
  • 著者名/発表者名: Kento Miura 1, Kyouko Harikae 1, Mayu Nakaguchi 1, Hinako Takase 2, Naoki Tsunekawa 3, Masamichi Kuroumaru 1, Yoshiakira Kanai 1 (1Dept. of Vet. Anat., Univ. of Tokyo, 2Dept. of Exp. Anim., Tokyo medical and dental Univ., 3Dept. of Bior. Sci., Univ. of Nihon)
  • 学会等名: International Symposium for RIKEN Epigenetics Program 2016
  • 発表場所: Suzuki Umetaro Hall,the Bioscience Bldg. at the RIKEN Wako Campus in Saitama, Japan
  • 年月日: 2016-02-15 – 2016-02-16
  • 国際学会
• [学会発表] 雄性環境下で起こるマウス胎子生殖腺のSRY非依存的精巣化とその分子経路 (2015)
  • 著者名/発表者名: 三浦健人1、張替香生子1、中口真有1、冨田絢子1、恒川直樹2、九郎丸正道1、金井克晃1 (1東大 獣医解剖、2日大 生物資源科学)
  • 学会等名: 第38回分子生物学会
  • 発表場所: 兵庫県 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2015-12-01 – 2015-12-04
• [学会発表] 雄性環境下で起こるマウス胎子XX生殖腺のSRY非依存的精巣化について (2015)
  • 著者名/発表者名: 三浦健人、張替香生子、中口真有、金井克晃 （東京大学 獣医解剖学）
  • 学会等名: 新学術領域研究「配偶子産生制御」第4回領域会議
  • 発表場所: 東京農業大学 世田谷キャンパスアカデミアセンター地下1階 横井講堂
  • 年月日: 2015-09-02 – 2015-09-04