EGFRシグナル伝達系の活性化増強機構の解明によるウシ卵子の発生能向上

2015 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K18768
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 杉村 智史 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (00728454)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 発生能 / 卵成熟 / cAMP / EGF受容体

研究実績の概要

本研究課題では卵丘細胞における上皮成長因子(EGFR)シグナル伝達系の活性化増強メカニズムを明らかにすることでウシ卵子の品質向上を目指す．初年度ではEGFRシグナル伝達系の活性化増強におけるcAMP-PKA系の関与について解析した．
cAMPモジュレーターであるforskolin, dbcAMPあるいはIBMXで卵丘細胞-卵子複合体(COCs)を2時間処理(pre-IVM)した．その後，無添加，FSH，あるいはAREG添加成熟培地で22時間の体外成熟培養をを行った．体外受精/体外発生培養7日目の胚盤胞形成率を算出した．結果，dbcAMP+IBMXで2時間pre-IVMを施した後，FSH添加成熟培地で成熟培養することで，最も高い胚盤胞形成率が得られた．pre-IVM区においてFSHやAREGといったリガンドを含まない場合，胚盤胞形成率が低かったことから，dbcAMP+IBMXのpre-IVMを実施することでFSHあるいはAREG依存的な卵成熟が誘導されることが示唆された．また，卵丘細胞のmRNA発現解析の結果，dbcAMP+IBMXでpre-IVMを実施することで，EGFRのmRNA発現が増加すること，さらにFSH刺激後のEGF様ペプチド関連遺伝子AREGおよびEREG，細胞外マトリックス(卵丘膨化）関連遺伝子HAS2, TNFAIP6およびPTGS2の発現がpre-IVM未処理区に比べ有意に増加した．
以上，cAMPモジュレーターを用いたpre-IVMによるcAMP-PKA系のパルス刺激は卵丘細胞のEGFRシグナリンの活性化増強に関与し，卵子の発生能を向上することが明らかになった．

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

初年度はEGFRシグナル伝達系の活性化増強におけるcAMP-PKA系の関与を明らかにすることを目的としていたが，研究実績の概要に記載した通りcAMP-PKA系の関与が明らかとなり当初の目的は十分達成できたと考えられる．

今後の研究の推進方策

本年度ではEGFRシグナル伝達系の活性化増強における卵子分泌因子（OSFs)の関与について解析する．すでに，前倒しで初年度の途中から本年度の研究を開始している．研究の遂行に必須な合成OSFsの作製も完了し，研究を進めている．したがって，本年度は当初の計画以上に研究が進展することが予想される．

研究成果

• [国際共同研究] University of New South Wales/Adelaide University(オーストラリア)
  • 国名: オーストラリア
  • 外国機関名: University of New South Wales/Adelaide University
• [国際共同研究] Vrije Universiteit Brussel(ベルギー)
  • 国名: ベルギー
  • 外国機関名: Vrije Universiteit Brussel
• [雑誌論文] Extending prematuration with cAMP modulators enhances the cumulus contribution to oocyte antioxidant defence and oocyte quality via gap junctions. (2016)
  • 著者名/発表者名: Li HJ, Sutton-McDowall ML, Wang X, Sugimura S, Thompson JG, Gilchrist RB.
  • 雑誌名: Human Reproduction 巻: 31(4) ページ: 810-821
  • DOI: 10.1093/humrep/dew020
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Cumulin, an Oocyte-secreted Heterodimer of the Transforming Growth Factor-β Family, Is a Potent Activator of Granulosa Cells and Improves Oocyte Quality. (2015)
  • 著者名/発表者名: Mottershead DG, Sugimura S, Al-Musawi SL, Li JJ, Richani D, White MA, Martin GA, Trotta AP, Ritter LJ, Shi J, Mueller TD, Harrison CA, Gilchrist RB.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 290 ページ: 24007-24020
  • DOI: 10.1074/jbc.M115.671487
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Promotion of EGF receptor signaling improves the quality of low developmental competence oocytes. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sugimura S, Ritter LJ, Rose RD, Thompson JG, Smitz J, Mottershead DG, Gilchrist RB.
  • 雑誌名: Developmental Biology 巻: 403 ページ: 139-149
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2015.05.008
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Oocyte induction of EGF responsiveness in somatic cells is associated with the acquisition of porcine oocyte developmental competence. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ritter LJ, Sugimura S, Gilchrist RB.
  • 雑誌名: Endocrinology 巻: 156 ページ: 2299-2312
  • DOI: 10.1210/en.2014-1884
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] EGF受容体シグナリングの促進は低発生能卵子の品質を改善する (2015)
  • 著者名/発表者名: 杉村智史，J Lesley Ritter, D Ryan Rose, G Jeremy Thompson, Johan Smith, G David Mottershead, B Robert Gilchrist
  • 学会等名: 第56回日本卵子学会
  • 発表場所: 栃木県総合文化センター
  • 年月日: 2015-05-30 – 2015-05-31