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2017 年度 実施状況報告書

幹細胞制御因子Pax6の精子形成過程における増殖・分化制御と性比決定機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K19372
研究機関東北大学

研究代表者

大隅 典子  東北大学, 医学系研究科, 教授 (00220343)

研究分担者 木村 龍一  東北大学, 医学系研究科, 助教 (00781759)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
キーワード性比 / 精子形成 / Pax6
研究実績の概要

ヒトの男/女比は人種に関わらず、およそ 1.05 とされている。この合目的的な説明として、「男児でより高い乳幼児死亡率を補償する機構の存在」が仮想されているが、性染色体として X およびY 染色体を有する男性の生殖細胞系列から、減数分裂によりX 染色体を有する X 精子と、Y 染色体を有する Y 精子が産生される割合は、理論的には1:1である。もし若干でも男児が生まれる確率が高いのであれば、何らかの生物学的メカニズムにより性比が調節されていると考えられる。
本研究では、幹細胞制御因子Pax6 変異雄マウスの精子を体外受精(IVF)により野生型の卵子に受精させて得られた仔マウスでは、雄が多く雌が少ないという性比バイアスが生じることに着目し、Pax6による雄性生殖細胞の増殖・分化制御機構を明らかにすることを通じて、精子形成を介した仔の性比調節機構の一端を解明することに挑戦する。
Pax6は精子形成の過程において精母細胞に発現し、X染色体とY染色体が部分的に対合して形成されるXY体と呼ばれる構造物への局在が観察された。そこで、Pax6の機能不全によりX精子とY精子が産生される割合が影響される可能の検討を開始した。そのために、X染色体上の遺伝子Plp1およびY染色体上の遺伝子Eif2s3yをクローニングし、精子から抽出したゲノムDNA中におけるX染色体とY染色体のコピー数を定量する手法を開発している。また、精原細胞特異的にCreリコンビナーゼを発現するVasa-CreマウスとPax6 floxedマウスを交配させ、雄性生殖細胞特異的にPax6を欠損したマウスの作出を開始した。

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

雄性生殖細胞特異的にPax6を欠損したマウスの作出効率が当初の見込みよりも低く、解析に十分なサンプルが得られなかったため。

今後の研究の推進方策

飼育環境および交配条件を検討することによりマウスの作出効率を改善し、雄性生殖細胞特異的にPax6を欠損したマウスにおける精子形成を解析する。また、精子形成過程におけるPax6の欠損が産仔の性比に及ぼす影響を解析する。
Pax6の機能不全とIVFが相乗的に性比に影響する可能性を検討するために、IVFにより作出した胚の発生について雌雄ごとに解析する。

次年度使用額が生じた理由

平成29年度に予定していた雄性生殖細胞特異的にPax6を欠損したマウスの解析を平成30年度に行うこととしたため、次年度使用額が生じた。次年度使用額は、平成30年度の助成金と合わせて組織学的実験・IVF・精子運動能評価の実験のための消耗品費として使用する計画である。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 7件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] The role of Pax6 in brain development and its impact on pathogenesis of autism spectrum disorder2018

    • 著者名/発表者名
      Kikkawa Takako、Casingal Cristine R.、Chun Seung Hee、Shinohara Hiroshi、Hiraoka Kotaro、Osumi Noriko
    • 雑誌名

      Brain Research

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.brainres.2018.02.041

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Induction of osteoblastic differentiation of neural crest-derived stem cells from hair follicles2017

    • 著者名/発表者名
      Urano-Morisawa Eri、Takami Masamichi、Suzawa Tetsuo、Matsumoto Akifumi、Osumi Noriko、Baba Kazuyoshi、Kamijo Ryutaro
    • 雑誌名

      PLoS ONE.

      巻: 12 ページ: e0174940

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0174940

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Polyunsaturated fatty acid deficiency during neurodevelopment in mice models the prodromal state of schizophrenia through epigenetic changes in nuclear receptor genes2017

    • 著者名/発表者名
      Maekawa M、Watanabe A、Iwayama Y、Kimura T、Hamazaki K、Balan S、Ohba H、Hisano Y、Nozaki Y、Ohnishi T、Toyoshima M、Shimamoto C、Iwamoto K、Bundo M、Osumi N、Takahashi E、Takashima A、Yoshikawa T
    • 雑誌名

      Transl Psychiatry.

      巻: 7 ページ: e1229~e1229

    • DOI

      10.1038/tp.2017.182

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dab1 contributes differently to the morphogenesis of the hippocampal subdivisions2017

    • 著者名/発表者名
      Blume Marissa、Inoguchi Fuduki、Sugiyama Taku、Owada Yuji、Osumi Noriko、Aimi Yoshinari、Taki Kosuke、Katsuyama Yu
    • 雑誌名

      Dev Growth Differ.

      巻: 59 ページ: 657~673

    • DOI

      10.1111/dgd.12393

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Early postnatal vocalizations predict sociability and spatial memory in C57BL/6J mice: Individual differences in behavioral traits emerge early in development2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshizaki Kaichi、Koike Kohei、Kimura Ryuichi、Osumi Noriko
    • 雑誌名

      PLoS ONE.

      巻: 12 ページ: e0186798

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0186798

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 齧歯類を用いた音声コミュニケーション解析と遺伝的・環境的影響2017

    • 著者名/発表者名
      大隅典子
    • 学会等名
      日本言語学会第154回大会
    • 招待講演
  • [学会発表] グリア系細胞における転写制御因子Pax6の機能2017

    • 著者名/発表者名
      大隅典子
    • 学会等名
      新学術「グリアアセンブリによる脳機能発現の制御と病態」第4回夏のワークショップ
    • 招待講演
  • [学会発表] 新学術「グリアアセンブリによる脳機能発現の制御と病態」第4回夏のワークショップ2017

    • 著者名/発表者名
      大隅典子
    • 学会等名
      第32回日本下垂体研究会学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] Paternal aging affects offspring's behavior possibly via an epigenetic mechanism involving a transcriptional repressor REST2017

    • 著者名/発表者名
      Osumi, N.
    • 学会等名
      Linkoping University-JSPS Meeting
    • 招待講演
  • [学会発表] Effect of paternal aging on behavior of offspring in animal models of neurodevelopmental diseases2017

    • 著者名/発表者名
      Osumi, N.
    • 学会等名
      第60回日本神経化学大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 父加齢の次世代マウス行動への影響に関わるエピゲノム機構2017

    • 著者名/発表者名
      大隅典子
    • 学会等名
      第39回 日本生物学的精神医学会・第47回 日本神経精神薬理学会 合同年会
    • 招待講演
  • [学会発表] Paternal aging-induced differential DNA methylation in sperm: possible effects on gene expression and behavior in offspring2017

    • 著者名/発表者名
      Osumi, N.Kimura R, Yoshizaki K, Koike T, Oki S, Mochizuki K, Kikkawa T, Inada H, Matsui Y, Kono T
    • 学会等名
      Neuroscience 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Paternal aging-induced differential DNA methylation in sperm: possible effects on gene expression and behavior in offspring2017

    • 著者名/発表者名
      Osumi, N.
    • 学会等名
      第123回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 招待講演
  • [図書] 脳の誕生2017

    • 著者名/発表者名
      大隅 典子
    • 総ページ数
      272
    • 出版者
      筑摩書房
    • ISBN
      978-4-480-07101-9

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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