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2016 年度 実施状況報告書

ヒストン脱メチル化酵素Kdm2aによる精原幹細胞の分化制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15K18386
研究機関東京大学

研究代表者

小沢 学  東京大学, 医科学研究所, 准教授 (80608787)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード精原幹細胞 / 精子形成 / エピジェネティクス / 精巣
研究実績の概要

哺乳動物の生殖細胞の発生過程において、ヒストンのエピジェネティックな修飾が著しく変動することが知られている。加えて、ヒストン修飾を制御する因子をノックアウト(KO)したマウスの多くが不妊の表現型を示すことから、生殖細胞の正常な発生においてヒストン修飾が極めて重要な役割を果たしていることが明らかである。我々はヒストンH3K4/H3K36の脱メチル化酵素であるKdm2aの精子形成における機能を明らかにすることを目的として、生殖細胞特異的Kdm2a KO(Kdm2a cKO)マウスを作成しその解析を行った。その結果、Kdm2a cKOマウスの精巣上体に精子形成がほとんど存在せず、精子形成に重篤な異常が生じていることが明らかになった。そこで、フローサイトメーターを用いて精細胞の分化を解析したところ、Kdm2a cKOマウスでは精原幹細胞を含む未分化精原細胞は野生型と同程度存在するのに対し、分化型精原細胞の出現が著しく抑制されていることが明らかになった。さらに、Kdm2a cKOマウスの精原細胞におけるトランスクリプトームをマイクロアレイで解析したところ、精子形成や減数分裂に関与する遺伝子群の発現が有意に低下することが明らかとなった。この発言低下する遺伝子群の中から、精原細胞の分化に重要な役割を果たすことが知られているmTORCのシグナルに着目して解析を行ったところ、Kdm2a cKO精原細胞ではmTORCの抑制因子であるREDD1の発現亢進ならびにmTORC活性の低下が起こっていること、およびRedd1遺伝子のプロモーター領域でH3K4のメチル化が亢進していることを明らかにした。このことから、Kdm2a欠損に起因した精子形成不全は、mTORCの抑制による精原細胞の分化異常によることが強く示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

初年度に計画した表現型解析は、計画通りの成果を上げることが出来ている。一方で、培養精原幹細胞の増殖速度が想定よりも遅かったため、大量のサンプルを必要とするChIPの解析が予定より遅れる結果になった。

今後の研究の推進方策

ChIPの解析を速やかに行うとともに、これまでに得らているせいかと合わせて論文を作成し公表する。

次年度使用額が生じた理由

当初計画していた次世代シーケンサー解析に必要な量のサンプルを確保できなかったため、この解析に必要な費用を次年度に繰り越した。

次年度使用額の使用計画

サンプリングした細胞を用いてChIPを行うとともに、データの解析をすすめる。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] WNT regulation of embryonic development likely involves pathways independent of nuclear CTNNB12017

    • 著者名/発表者名
      Tribulo P, Moss JI, Ozawa M, Jiang Z, Tian XC, Hansen PJ
    • 雑誌名

      Reproduction

      巻: 153 ページ: 405-419

    • DOI

      10.1530/REP-16-0610

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Regulation of gene expression in the bovine blastocyst by colony stimulating factor 22016

    • 著者名/発表者名
      Ozawa M, Sakatani M, Dobbs K, Kannampuzha-Francis J, Hansen PJ.
    • 雑誌名

      BMC Research Notes

      巻: 9 ページ: 250

    • DOI

      10.1186/s13104-016-2038-y

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cell-Type-Specific Alternative Splicing Governs Cell Fate in the Developing Cerebral Cortex.2016

    • 著者名/発表者名
      Zhang X, Chen H, Wu X, Kodani A, Fan J, Doan R, Ozawa M, Ma J, Yoshida N, Reiter JF, Black DL, Kharchenko PV, Sharp PA, Walsh CA.
    • 雑誌名

      Cell

      巻: 166 ページ: 1147-1162

    • DOI

      10.1016/j.cell.2016.07.025

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The requirement for protein kinase C delta (PRKCD) during preimplantation bovine embryo development.2016

    • 著者名/発表者名
      Yang QE, Ozawa M, Zhang K, Johnson S, Ealy AD.
    • 雑誌名

      Reproduction, Fertility and Development

      巻: 28 ページ: 482-490

    • DOI

      10.1071/RD14160

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] The histone demethylase FBXL10 regulates the proliferation of spermatogonia and ensures long-term sustainable spermatogenesis in mice2016

    • 著者名/発表者名
      Ozawa M, Fukuda T, Sakamoto R, Honda H, Yoshida N
    • 学会等名
      Annual meeting of the Society for the Study of Reproduction
    • 発表場所
      San Diego, CA USA
    • 年月日
      2016-07-16 – 2016-07-20
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16  

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