DNAエンコードライブラリーを用いた精子膜タンパク質を標的とした男性避妊薬の開発（国際共同研究強化）

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16KK0180
• 研究機関: 国立研究開発法人国立循環器病研究センター
• 研究代表者: 藤原 祥高 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 室長 (70578848)
• 研究期間 (年度): 2017 – 2019
• キーワード: リコンビナントタンパク質 / 小分子化合物 / 男性避妊薬 / ゲノム編集マウス / 精子膜タンパク質

研究実績の概要

本課題では、基課題「遺伝子組換え動物を用いた哺乳類生殖細胞特異的GPIアンカータンパク質の機能解析」より同定された精子膜タンパク質を標的として、機能阻害を示す小分子化合物を探索し男性避妊薬の開発へと繋げる研究を立案した。そのために必要な化合物ライブラリー設備やノウハウを持つ研究先として、米国ベイラー医科大学教授（個人名は非開示）との国際共同研究を展開し本課題を遂行した。

最終年度は、2018年度に実施した6ヵ月間の研究留学から帰国後すぐに所属先の異動と研究所の移転が重なったため、研究室のセットアップに数ヵ月を要した。しかし、その間も教授とはメールやウェブ会議で連絡を密に取り合い、研究代表者が4月、11月の国際学会での発表に合わせてベイラー医科大学を1週間程度訪問し、7月には米国での国際学会にてお互いの研究進捗状況の報告や情報交換を行った。また、教授も研究期間内に合計6回来日され、非常に密な研究連携と親睦を深めることができた。その成果として、ゲノム編集マウス解析より受精に必須な精子GPIアンカータンパク質などの新規膜タンパク質を同定することに成功し、研究代表者が筆頭著者の国際共同研究論文2報を合わせて5報発表することができた。また、前年度に成功したリコンビナントタンパク質については、小分子化合物スクリーニングの最終段階まで進んでいる標的タンパク質も出てきたので、本課題終了後の現在も国際共同研究を継続している。

研究成果

• [国際共同研究] ベイラー医科大学(米国) (2018)
  • 年月日: 2018-06-15 – 2018-12-14 | 2019-04-062019-04-11 | 2019-11-022019-11-08
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: ベイラー医科大学
  • 主な海外共同研究者名: Martin M. Matzuk
  • 職名: 教授
• [雑誌論文] Spermatozoa lacking Fertilization Influencing Membrane Protein (FIMP) fail to fuse with oocytes in mice. (2020)
  • 著者名/発表者名: Fujihara Y, Lu Y, Noda T, Oji A, Larasati T, Kojima-Kita K, Yu Z, Matzuk RM, Matzuk MM, Ikawa M.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 117 ページ: 9393-9400
  • DOI: 10.1073/pnas.1917060117
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Sperm proteins SOF1, TMEM95, and SPACA6 are required for sperm-oocyte fusion in mice. (2020)
  • 著者名/発表者名: Noda T, Lu Y, Fujihara Y, Oura S, Koyano T, Kobayashi S, Matzuk MM, Ikawa M.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1073/pnas.1922650117
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Tmprss12 is required for sperm motility and uterotubal junction migration in mice. (2020)
  • 著者名/発表者名: Larasati T, Noda T, Fujihara Y, Shimada K, Tobita T, Yu Z, Matzuk MM, Ikawa M.
  • 雑誌名: Biology of Reproduction 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1093/biolre/ioaa060
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] CRISPR/Cas9-mediated genome editing reveals 30 testis-enriched genes dispensable for male fertility in mice. (2019)
  • 著者名/発表者名: Lu Y, Oura S, Matsumura T, Oji A, Sakurai N, Fujihara Y, Shimada K, Miyata H, Tobita T, Noda T, Castaneda JM, Kiyozumi D, Zhang Q, Larasati T, Young SAM, Kodani M, Huddleston CA, Robertson MJ, Coarfa C, Isotani A, Aitken RJ, Okabe M, Matzuk MM, Garcia TX, Ikawa M.
  • 雑誌名: Biology of Reproduction 巻: 101 ページ: 501-511
  • DOI: 10.1093/biolre/ioz103
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Identification of multiple male reproductive tract-specific proteins that regulate sperm migration through the oviduct in mice. (2019)
  • 著者名/発表者名: Fujihara Y, Noda T, Kobayashi K, Oji A, Kobayashi S, Matsumura T, Larasati T, Oura S, Kojima-Kita K, Yu Z, Matzuk MM, Ikawa M.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 116 ページ: 18498-18506
  • DOI: 10.1073/pnas.1908736116
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Analysis of mouse models of male infertility using genetic modification (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Fujihara
  • 学会等名: Oulu University Kontinkangas Campus Seminar Series
  • 招待講演
• [学会発表] Co-expression of sperm membrane proteins CMTM2A and CMTM2B is essential for ADAM3 localization and male fertility in mice (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Fujihara, Asami Oji, Kanako Kita, Tamara Larasati, and Masahito Ikawa
  • 学会等名: The XXV North American Testis Workshop
  • 国際学会
• [学会発表] 遺伝子改変マウスを用いた精子GPIアンカータンパク質LYPD4の機能解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 藤原 祥高、大字 亜沙美、Tamara Larasati、北 加奈子、伊川 正人
  • 学会等名: 第66回日本実験動物学会総会
• [学会発表] Co-expression of sperm membrane proteins CMTM2A and CMTM2B is essential for ADAM3 localization and male fertility in mice (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Fujihara, Asami Oji, Kanako Kita, Tamara Larasati, and Masahito Ikawa
  • 学会等名: The 52th SSR Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 精子膜タンパク質CMTM2A及びCMTM2Bの共発現がADAM3の局在と精子受精能に必須である (2019)
  • 著者名/発表者名: 藤原 祥高、大字 亜沙美、Tamara Larasati、北 加奈子、伊川 正人
  • 学会等名: 第112回日本日本繁殖生物学会大会
• [学会発表] Sperm GPI-anchored protein LYPD4 is required for sperm migration through the oviduct in mice (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Fujihara, Asami Oji, Tamara Larasati, Kanako Kita, Zhifeng Yu, Martin M. Matzuk and Masahito Ikawa
  • 学会等名: NICHD 2019 Contraceptive Development Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Co-expression of sperm membrane proteins CMTM2A and CMTM2B is essential for ADAM3 localization and male fertility in mice (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Fujihara, Asami Oji, Kanako Kita, Tamara Larasati, and Masahito Ikawa
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
• [備考] researchmap
  • URL: https://researchmap.jp/Yoshitaka_Fujihara/
• [備考] ORCID
  • URL: https://orcid.org/0000-0001-8332-3507
• [備考] 国立循環器病研究センター分子生物学部HP
  • URL: http://www.ncvc.go.jp/res/divisions/bioscience/fujihara.html