研究課題
哺乳類においては、精子が正常に受精するためには受精能獲得という過程を経る必要がある。この過程では、細胞内でのカルシウム動態の変化、ならびにpHシグナルの変化(アルカリ化)、膜電位の変化も並行して起きることが知られている。pHシグナル、膜電位変化については、カルシウム動態になんらかの重要な役割を示すことが示唆されている一方で、詳細なメカニズムについては分かっていない。我々はマウスの精子を用い、この点を検証した。前年度では、マウスの精子を用いたカルシウムイメージング、pHイメージングの実験系を確立することに成功した。また、受精能獲得用の専用培地を投与して観察することで、精子におけるカルシウムシグナル、pHシグナルの変化を検出することに成功した。検証の結果、カルシウム応答の変化は、pHシグナルの変化に先んじて生じることが明らかになり、pHはカルシウム上昇のトリガーとなるのではなく、むしろその応答量を調整する役割があることが示唆された。また、申請者は既に精子の膜電位変化を調べるため、精子からのパッチクランプ法を確立し、アルカリ化に伴った過分極応答を計測できる実験系を確立していた。本年度はこのシステムを利用し、過分極応答を担う精子特異的カリウムチャネルSlo3の修飾メカニズムについて重要な知見を見出した。したがって、このような修飾メカニズムが精子の受精能を決定している可能性が考えられた。以上から、精子の受精能獲得における生理的変化について、複数のアプローチから明らかにした。
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Physiological Reviews
巻: 98 ページ: 2097～2131
10.1152/physrev.00056.2017
