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2015 年度 実施状況報告書

Leydig幹細胞の試験管内増幅技術の確立

研究課題

研究課題/領域番号 15K15013
研究機関京都大学

研究代表者

篠原 美都  京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (10372591)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード精巣 / 生殖 / Leydig細胞
研究実績の概要

① Leydig幹細胞の濃縮と回収系の確立:一般にATP-binding cassette (ABC) transporterによるHoechst 色素の排出能に基づきフローサイトメトリーにて解析すると、幹細胞集団がside population (SP)分画に濃縮される。精巣のLeydig 幹細胞もこのSP分画に濃縮されるという報告があり、本研究ではSP分画をソーティングにて採取し、細胞培養に用いた。生後6-8週齢のROSA26 マウス(全身にてβ-galactosidaseを発現)、Green マウス(全身にてEGFP発現;大阪大学・岡部勝博士より供与)の精巣、またはこれらのマウスから実験的に作成した停留睾丸(cryptorchid: haploidの生殖細胞がないため、よりLeydig細胞が濃縮されている)を用いた。精巣細胞をcollagenaseとDNaseにて採取し、 Hoechst 33342 にて染色を行い、セルソーターにてHoechst redとHoechst blue で展開し、色素取り込みの少ないSP分画を回収した。さらにABC transporterの阻害剤VerapamilにてSP分画が消失することも確認した。
② Leydig幹細胞の培養: 生後4-5週齢の精巣細胞や、①にて濃縮した細胞集団を様々な条件にて培養し、試験管内の増幅を目指した。DMEM, IMDM, DMEM/F12, αMEMなど各種の培地をベースに無血清培地を作成して試した。EGF, FGF2, PDGFなどのサイトカインのや、Tissue culture-coated plateまたは細胞外マトリクスとしてlamininもしくはcollagenにてコートしたプレートなどを試した。温度については37℃と精巣環境に近い32℃の両方を試した。Leydig 細胞マーカーPDGFRA発現する細胞が2週間たっても維持されていた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

計画通りに進行している。

今後の研究の推進方策

平成28年度の実験では、27年度の実験で濃縮したLeydig細胞集団と、その培養細胞について遺伝子発現や移植による機能アッセイにより調べ、Leydig 細胞としての形質が維持されているかを観察する。
1)Leydig細胞マーカーの染色:Leydig培養細胞をサイトスピンにより一部標本にし、 ステロイド産生に関わるcytochrome P450 side chain cleavage (P450scc)や、PDGF受容体などLeydig細胞のマーカーの発現の有無を免疫染色にて調べ、Leydig細胞の形質を維持しているか確認する。
2)Leydig細胞の移植:培養細胞がLeydig幹細胞であるか否かは、その機能により定義される。従って、移植により長期間にわたって自己複製を維持するか調べる必要がある。野生型マウスやc-Kit分子欠損により先天的に内因性の精子形成が欠損したWマウスの精巣の間質に、Leydig培養細胞(ROSA26マウス由来、もしくはGreen マウス由来)をmicropipette を用いて注入する。移植後2-3ヶ月でホスト精巣摘出し、LacZ 染色もしくはUV照射にてドナー細胞由来のコロニー形成が間質に認められるか調べる。また免疫組織染色によりLeydig 細胞マーカーPDGFRA発現の有無を調べるとともに、Ki67抗原の発現を観察し、増殖活性を判定する。またドナー細胞のステロイド産生能を調べるため、抗P450scc抗体にて免疫染色を行う。

次年度使用額が生じた理由

Leydig細胞の培養には市販の高価な無血清培地を使用する予定であったが、最近独自に開発した安価な無血清培地で代用できるようになったため。

次年度使用額の使用計画

Leydig細胞の機能的アッセイとして、移植が最も信頼性が高いと思われるため、移植実験の量を増やす予定であり、未使用分は平成28年度にその経費に充てる。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Enrichment of mouse spermatogonial stem cells by the stem cell dye CDy1.2016

    • 著者名/発表者名
      Kanatsu-Shinohara M., Morimoto H., *Shinohara T.
    • 雑誌名

      Biol Reprod.

      巻: 94(1) ページ: 13

    • DOI

      10.1095/biolreprod.115.135707.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Pluripotent cell derivation from male germline cells by suppression of Dmrt1 and Trp53.2015

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, T., Kanatsu-Shinohara M., Hirose, M., Ogura, A., *Shinohara, T.
    • 雑誌名

      J. Reprod. Dev.

      巻: 61(5) ページ: 473-84

    • DOI

      10.1262/jrd.2015-059.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The CDKN1B-RB1-E2F1 pathway protects mouse spermatogonial stem cells from genomic damage.2015

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, T., Kanatsu-Shinohara M., *Shinohara, T.
    • 雑誌名

      J. Reprod. Dev.

      巻: 61 ページ: 305-316

    • DOI

      10.1262/jrd.2015-027.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ROS-generating oxidase Nox3 regulates the self-renewal of mouse spermatogonial stem cells.2015

    • 著者名/発表者名
      Morimoto H., Kanatsu-Shinohara M., *Shinohara T.
    • 雑誌名

      Biol. Reprod.

      巻: 92(6) ページ: 147

    • DOI

      10.1095/biolreprod.114.127647.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Nonrandom germline transmission of mouse spermatogonial stem cells2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Shinohara, Honda Naoki, and Mito Kanatsu-Shinohara
    • 学会等名
      文部科学省 科学研究費補助金 新学術領域研究 「生殖細胞のエピゲノムダイナミクスとその制御」による国際シンポジウムEpigenome Dynamics and Regulation in Germ cells
    • 発表場所
      Clock Tower Centennial Hall, Kyoto University
    • 年月日
      2016-02-17 – 2016-02-19
    • 国際学会
  • [学会発表] Enrichment of mouse spermatogonial stem cells by a stem cell dye CDy12016

    • 著者名/発表者名
      Mito Kanatsu-Shinohara, Hiroko Morimoto, and Takashi Shinohara
    • 学会等名
      文部科学省 科学研究費補助金 新学術領域研究 「生殖細胞のエピゲノムダイナミクスとその制御」による国際シンポジウム Epigenome Dynamics and Regulation in Germ cells
    • 発表場所
      Clock Tower Centennial Hall, Kyoto University
    • 年月日
      2016-02-17 – 2016-02-19
    • 国際学会
  • [学会発表] 精子幹細胞の寿命と精子形成への寄与の動態解明2015

    • 著者名/発表者名
      篠原美都
    • 学会等名
      JST 戦略的創造研究推進事業(さきがけ)第8回「細胞機能の構成的な理解と制御」領域会議
    • 発表場所
      東京白金台・八芳園
    • 年月日
      2015-11-26 – 2015-11-27
  • [学会発表] 精子幹細胞の寿命と精子形成への寄与の動態解明2015

    • 著者名/発表者名
      篠原美都
    • 学会等名
      JST 戦略的創造研究推進事業(さきがけ)H24年度採択(第二期)研究成果報告会「細胞機能の構成的な理解と制御」
    • 発表場所
      東京大学・伊藤謝恩ホール
    • 年月日
      2015-11-25 – 2015-11-25
  • [学会発表] 精子幹細胞の寿命と精子形成への寄与の動態解明2015

    • 著者名/発表者名
      篠原美都
    • 学会等名
      JST 戦略的創造研究推進事業(さきがけ)第7回「細胞機能の構成的な理解と制御」領域会議
    • 発表場所
      IBM天城ホームステッド
    • 年月日
      2015-07-14 – 2015-07-15
  • [学会発表] 長期培養系を用いた精子幹細胞の老化メカニズムの解明2015

    • 著者名/発表者名
      篠原美都
    • 学会等名
      新学術領域「幹細胞老化と疾患」第二回領域会議
    • 発表場所
      新潟グランドホテル
    • 年月日
      2015-06-19 – 2015-06-20

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公開日: 2017-01-06  

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