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本研究では以下の項目について検討を行った。（１）精子幹細胞の酸素応答機構の解析（２）精子幹細胞のROS産生機構の解明（３）酸素応答で制御される標的遺伝子の機能同定：低酸素・ROS応答で誘導される遺伝子群の機能を調べるために、GS細胞においてレンチウイルスを用いたshRNAによる機能阻害の遺伝子ノックダウン(KD)によるスクリーニングとcDNAの過剰発現を行った。このスクリーニングで増殖、代謝活性（flux analyzer）、幹細胞活性（移植実験）に影響を及ぼす遺伝子について検討した。（４）酸素応答と代謝制御 : これらに関わるHif1a及びc-Mycの解析について研究を行った。その結果、Nox1遺伝子を欠損した未分化な精原細胞において低酸素応答と代謝制御に関わるHif1a遺伝子の発現が減少している事がわかった。また、低酸素においてHif1a遺伝子によってc-Myc遺伝子の活性化とCdkn1a遺伝子の発現抑制が起こっていても細胞の増殖が減少する事がわかった。低酸素においてNox1やHif1a欠損の精子幹細胞の増殖が減少するが、Cdkn1a遺伝子の発現を除く事によって細胞の増殖が回復した。Cdkn1a遺伝子の欠損した精子幹細胞は低酸素状態ではよく増殖するが、通常の酸素濃度ではあまり増えない事がわかった。薬剤によってミトコンドリア由来のROSを抑えたり、ミトコンドリア特異的トポイソメラーゼのTop1mtを欠損しても精子幹細胞には大きな影響をあたえなかった。ミトコンドリア由来のROSよりもNox1由来のROSの方が重要な役割を果たしていると考えられる。これらの結果から、ROSの由来と酸素応答のバランスが精子幹細胞の自己複製には重要であると考えられる。
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