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2020 年度 実施状況報告書

単一細胞遺伝子解析によるヒト造精機能障害の分子機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K09712
研究機関山口大学

研究代表者

白石 晃司  山口大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (00535255)

研究分担者 原田 哲仁  九州大学, 生体防御医学研究所, 准教授 (60596823)
大川 恭行  九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (80448430)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード無精子症 / 単一細胞トランスクリプトーム解析 / テストステロン / エストラジオール
研究実績の概要

ヒト精巣から得られた精祖細胞を用いた単一細胞トランスクリプトーム解析を進めている。非閉塞性無精子症(NOA)症例20例と精子形成が正常な閉塞性無精子症症例5例を対象にRNA-seqおよびgene ontology analysis, pathwaymapの作成を行った。NOAにおいてはその遺伝子の発現パターンより1)DNA合成低下型、2)ホルモンレセプター低下型、3)ストレス応答低下型、4)体細胞型、にクラスター分類が可能であった。同時に行った精巣内fluidを用いた精巣内テストステロンおよびエストラジオールの測定にてアロマターゼの過剰発現も造精機能障害に関与することが判明し、上記のクラスター2、つまりホルモンレセプターの発現に関連していることが判明した。各クラスター別の造精機能障害に対する治療法の確立が可能であることも示された。例えばレセプター発現低下型であればアロマターゼ阻害剤の使用により精子形成が誘導可能であったことを報告した(Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism 2021)。尚、形態学的に精巣構成細胞を識別しその回収を行い単一細胞トランスクリプトーム解析を行うといった手法は我々のオリジナルな方法であり、Journal of Obstetrics & Gynecology Researchにそのmethodologyを紹介した。さらにNOAについていくつかの明らかに発現が低下している遺伝子、逆に発現が亢進している遺伝子についても今回のRNA-seqのデータベースから把握できており、今後の研究の基礎データとして保管している。

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

精祖細胞のクラスター分類が可能であったことよりさらにn数を増やして解析し、確固たるデータとして提唱する必要がある。またアロマターゼ発現異常との関連を追及するために各クラスター毎の症例数は少なくなったため、その意味でもさらにn数を増やして解析する必要がある。

今後の研究の推進方策

さらにn数を増やして解析しつつ、アロマターゼ阻害剤を用いたNOA治療を行いその精巣からの遺伝子発現の変化も検討する予定である。

次年度使用額が生じた理由

全体的にはコロナ禍で症例数の停滞があった。したがって本年度行ったトランスクリプトーム解析の一部を、令和3年度に変更したため、キット等の購入費について未使用額が生じ、令和3年度の解析に使用する予定である。また旅費についても学会参加等が極端に減ったため、コロナの収束があれば令和3年度に使用したい。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Testicular Testosterone and Estradiol Concentrations and Aromatase Expression in Men with Nonobstructive Azoospermia.2021

    • 著者名/発表者名
      Shiraishi K, Oka S, Matsuyama H.
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism

      巻: 106 ページ: 1803-1815

    • DOI

      10.1210/clinem/dgaa860

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Genome medicine in male infertility: From karyotyping to single cell analysis2021

    • 著者名/発表者名
      Koji Shiraishi
    • 雑誌名

      Journal of Obstetrics & Gynecology Research

      巻: 47 ページ: 1

    • 査読あり
  • [学会発表] 非閉塞性無精子症における精巣内アロマターゼの発現2021

    • 著者名/発表者名
      白石晃司
    • 学会等名
      日本アンドロロジー学会第39回学術大会
  • [学会発表] 単一細胞トランスクリプトーム解析を用いたヒト精祖細胞の遺伝子発現プロファイリングによる造精機能障害のメカニズムの解明2020

    • 著者名/発表者名
      白石晃司
    • 学会等名
      第108回日本泌尿器科学会総会
  • [学会発表] グローバリゼーションシンポジウム 日本アンドロロジー学会合同シンポジウム トランスクリプトーム解析による造精機能障害の解明2020

    • 著者名/発表者名
      白石晃司
    • 学会等名
      第38回日本受精着床学会総会・学術講演会
  • [学会発表] 非閉塞性無精子症における精巣内アロマターゼの発現2020

    • 著者名/発表者名
      白石晃司
    • 学会等名
      第93回日本内分泌学会学術総会

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公開日: 2021-12-27  

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