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2018 年度 実施状況報告書

脳と精巣の機能ネットワークの解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K19322
研究機関東京大学

研究代表者

上阪 直史  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 講師 (70597624)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
キーワード精巣 / 脳 / カルシウム / in vivo / イメージング
研究実績の概要

生殖細胞は生物の遺伝情報を次世代へ伝える細胞であり、進化に関わる細胞である。生殖細胞である精子形成に関して、従来、脳の下垂体から放出されるホルモンが精巣にあるセルトリ細胞やライディッヒ細胞を介して精子形成を促進・抑制することが知られているが、その詳細やメカニズムに関しては不明な点が多い。その主な理由は、脳活動を操作したときの精巣細胞の活動や精子形成は調べられていないからである。本研究では、光遺伝学など細胞活動操作技術を応用し、脳活動を操作したときの精巣細胞の活動をリアルタイムで観察・操作できるin vivo実験系を開発する。本年度は1. In vivoで精巣細胞の活動を検出できるイメージング法の開発 2. 脳が精巣細胞の活動を制御するメカニズムの解明 を行った。1. 精巣細胞のin vivoイメージング法の確立: マウス精巣においてin vivoカルシウムイメージング法を新規に開発し、in vivoで細胞内カルシウムの変化を1細胞レベルかつリアルタイムでイメージングすることが可能となった。精巣内にカルシウム指示薬を導入したマウスあるいは精巣細胞でカルシウム指示タンパクが発現するマウスを用い、共焦点顕微鏡下でカルシウム指示薬・タンパクの蛍光強度変化を観察した。その結果、精巣内の様々な細胞種でカルシウム活動が観察された。2. 脳が精巣細胞の活動を制御するメカニズムの解明: 精巣急性スライスに脳由来のホルモンを投与したときの精巣のカルシウム活動をカルシウムイメージングで解析した。その結果、ホルモンを投与したときに精巣細胞のカルシウム活動が上昇することを見出した。

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

平成30年度に、In vivoで精巣細胞の活動を検出できるイメージング法の開発と脳が精巣細胞の活動を制御するメカニズムの解明を行った。どちらも結果がでており、平成31年度にさらなる発展が期待できることから、おおむね順調に進展していると考えた。

今後の研究の推進方策

本研究では、脳と精巣の連関を調べるために、以下のことを進めている。1. In vivoで精巣細胞の活動を検出できるイメージング法の開発。 2. 脳が精巣細胞の活動や性質を制御するメカニズムの解
明。 3. 精巣細胞の活動が精子形成に果たす役割の解明。1と2は平成30年度に推進できたので、平成31年度は引き続き実験を行う。特に、in vivoで脳や精巣を遺伝子操作した時に精巣細胞の活動が影響されるかを調べる。3に関しては、精巣細胞の活動を抑制した時の精子形成を解析する。

次年度使用額が生じた理由

用いる試薬の試行錯誤が必要かと思われたが、最初に試した試薬がうまくいったため、試行錯誤に必要と思われた物品費が今年度は必要なくなった。次年度に当該年度の研究費を物品費に使用することで次年度の研究を大きく推進できると考えた。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Multiple Phases of Climbing Fiber Synapse Elimination in the Developing Cerebellum2018

    • 著者名/発表者名
      Kano Masanobu、Watanabe Takaki、Uesaka Naofumi、Watanabe Masahiko
    • 雑誌名

      The Cerebellum

      巻: 17 ページ: 722~734

    • DOI

      10.1007/s12311-018-0964-z

    • 査読あり
  • [学会発表] Activity-dependent synapse elimination in the developing cerebellum2019

    • 著者名/発表者名
      Naofumi Uesaka, Tzu-Huei Kao, Masanobu Kano
    • 学会等名
      FAOPS2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Reduced synaptic inputs in prefrontal cortex by lack of a mental disorder-related epigenetic factor2019

    • 著者名/発表者名
      Kenichiro Nagahama, Kazuto Sakoori, Takaki Watanabe, Naofumi Uesaka, Masanobu Kano
    • 学会等名
      FAOPS2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Fndc3b promotes climbing fiber synapse elimination partly by inhibiting STAT3 in the cerebellum2019

    • 著者名/発表者名
      Kushibe Kyoko, Celine Mercier, Takaki Watanabe, Taisuke Miyazaki, Miwako Yamasaki, Masahiko Watanabe, Naofumi Uesaka, Masanobu Kano
    • 学会等名
      FAOPS2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Accelerated climbing fiber synapse elimination in cerebellar Purkinje cells lacking protocadherin 102019

    • 著者名/発表者名
      Takaki Watanabe, Shutaro Inoue, Tsubasa Akamatsu, Honoka Suzuki, Manabu Abe, Kenji Sakimura, Naofumi Uesaka, Masanobu Kano
    • 学会等名
      FAOPS2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Retrograde BDNF signaling required for synapse elimination in the developing cerebellum2018

    • 著者名/発表者名
      Myeong Jeong Choo:Naofumi Uesaka:Masahiko Watanabe:Kenji Sakimura:Masanobu Kano:
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会
  • [学会発表] Impaired Synapse Development in Mouse Medial Prefrontal Cortex by Deletion of a Histone-Modifying Enzyme Implicated in Psychiatric Disorder2018

    • 著者名/発表者名
      Kenichiro Nagahama: Kazuto Sakoori:Takaki Watanabe:Naofumi Uesaka:Masanobu Kano
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会
  • [学会発表] Roles of synaptic transmission in climbing fiber to Purkinje cell synapse elimination during postnatal cerebellar development2018

    • 著者名/発表者名
      Tzu-Huei Kao:Kyoko Matsuyama:Naofumi Uesaka:Masanobu Kano
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会
  • [備考] リサーチマップ

    • URL

      https://researchmap.jp/keichan3sai/

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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