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2018 年度 実施状況報告書

卵丘細胞の機能制御による家畜卵母細胞体外発育培養系の構築

研究課題

研究課題/領域番号 17K08137
研究機関神戸大学

研究代表者

宮野 隆  神戸大学, 農学研究科, 教授 (80200195)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード卵母細胞 / 卵丘細胞 / 顆粒膜細胞 / 体外培養
研究実績の概要

ウシおよびブタの初期胞状卵胞から発育段階の異なる卵母細胞を含む卵母細胞-卵丘複合体(OCC)を採取して発育培養し,以下の結果を得た。
1)ウシの初期胞状卵胞(直径約1.5 mm)から採取した直径約110μmの卵母細胞を含むOCCを4% PVP,エストラジオール17βおよびアンドロステンジオンを含む培養液中で5日間培養した。卵母細胞のホスホジエステラーゼ3(PDE3)を阻害すると,卵母細胞は減数分裂を再開することなく,卵丘細胞との結合を維持した状態で最終の大きさへと発育し,高率に成熟能力を獲得した。また,PDE3阻害によって,卵母細胞特有の成長因子GDF9とBMP15のmRNAレベルが上昇した。
2)ウシの初期胞状卵胞(直径約1.5 mm)から採取したOCCは,5日間の培養中に卵胞腔様の構造を形成したが,GDF9とBMP15は卵胞腔様構造の形成を促進した。OCCから卵母細胞を除去した複合体では卵胞腔様の構造は形成されなかったが,この複合体をGDF9とBMP15で刺激すると,卵胞腔様の構造が形成された。また,GDF9とBMP15添加によって,卵丘細胞(顆粒膜細胞)の形態が変化した。
3)ブタの初期胞状卵胞(直径1.2~1.5 mm)から採取したOCC(卵母細胞の直径約100μm)を2% PVPとFSHを含む培養液に,さらに種々の濃度のGDF9あるいはBMP15を添加した培養液中で5日間培養した。いずれの培養液でも,卵母細胞は最終の大きさへと発育したが,GDF9はOCCの直径を増加させ,一方,BMP15は卵母細胞の成熟能力の獲得を促進した。

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

ウシの発育途上の卵母細胞を含むOCCを,卵母細胞の自発的な減数分裂の再開を抑制する目的でPDE3を阻害した条件で培養すると,卵母細胞は発育し,成熟する能力を獲得したが,この間,OCCは卵胞腔様の構造を形成した。卵母細胞が,卵丘細胞に対して何らかの作用を及ぼす可能性が考えられたこととから,卵母細胞に特異的な成長因子であるGDF9およびBMP15の作用について検討を進めた。その結果,GDF9とBMP15はウシOCCによる卵胞腔様構造の形成率を高め,さらに卵母細胞を除去した複合体においても卵胞腔様構造を形成させることが明らかとなった。この結果は,卵母細胞が自ら分泌する成長因子を介して周囲の卵丘細胞(顆粒膜細胞)に働きかけ,卵胞腔を形成させるとの新たな発見となった。また,ブタのOCCでは,GDF9は卵丘細胞の増殖を,BMP15は卵母細胞の成熟能力の獲得を促進することも示唆された。

今後の研究の推進方策

ブタの初期胞状卵胞(直径0.5~0.7 mm)から採取したOCCでは,2週間の培養期間中に生存率が低下することから,培養方法,ホルモン,成長因子の影響についてさらに検討を進める。ウシの初期胞状卵胞(直径0.5~0.7 mm)から採取した卵母細胞から,周囲の卵丘細胞を除去した卵母細胞を顆粒膜細胞と共培養すると,顆粒膜細胞との間にtrans-zonal projectionを介した再結合が起こる。この再結合を誘導あるいは促進する方法について検討を進める。卵母細胞がGDF9とBMP15を介して周囲の卵丘細胞を変化させる可能性が示唆されたことから,これらの成長因子の作用についても検討する。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Inhibition of PDE3A sustains meiotic arrest and gap junction of bovine growing oocytes in in vitro growth culture2018

    • 著者名/発表者名
      Alam MH, Lee J, Miyano T
    • 雑誌名

      Theriogenology

      巻: 118 ページ: 110-118

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.theriogenology.2018.05.028

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] GDF9 and BMP15 induce development of antrum-like structures by bovine granulosa cells without oocytes2018

    • 著者名/発表者名
      Alam MH, Lee J, Miyano T
    • 雑誌名

      J Reprod Dev

      巻: 64 ページ: 423-431

    • DOI

      https://doi.org/10.1262/jrd.2018-078

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] In vitro growth of bovine oocytes2018

    • 著者名/発表者名
      Miyano T
    • 雑誌名

      Journal of Applied Animal Science

      巻: 11 (Supplement) ページ: 13-16

  • [学会発表] Advances in in vitro growth culture of mammalian oocytes2018

    • 著者名/発表者名
      Miyano T
    • 学会等名
      International Conference 2018 BME
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] In vitro growth of bovine oocytes2018

    • 著者名/発表者名
      Miyano T
    • 学会等名
      The 4th Joint Symposium of the Thai Society for Animal Reproduction and Society for Reproduction and Development
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Antrum formation in bovine oocyte-cumulus cell complexes requires participation of oocytes via GDF9 and BMP152018

    • 著者名/発表者名
      Alam MH, Lee J, Miyano T
    • 学会等名
      第111回日本繁殖生物学会大会
  • [学会発表] 卵母細胞-卵丘細胞複合体を用いたウシ卵母細胞の体外発育と複合体の発達に及ぼすFSHの影響2018

    • 著者名/発表者名
      伏井実穂子, 山田理愛, 宮野 隆
    • 学会等名
      第111回日本繁殖生物学会大会
  • [学会発表] ブタ卵母細胞の体外発育および卵母細胞-卵丘細胞複合体の発達に及ぼすGDF9の影響2018

    • 著者名/発表者名
      森川莉帆, Alam MH, 宮野 隆
    • 学会等名
      第111回日本繁殖生物学会大会

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公開日: 2019-12-27  

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