牛卵子成熟および胚発生に関わるオートファジー・リソソーム系のストレス応答機構

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24580439
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 高橋 昌志 北海道大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (10343964)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: ウシ胚 / 発生 / オートファジー / リソソーム

研究実績の概要

本研究では、牛卵子成熟および初期胚発生能に及ぼす細胞質内オートファジー・リソソーム系のストレス応答機構を解明し、その制御による高品質な牛胚生産を目的として、以下の研究を実施した。具体的には、１）酸化、暑熱等のストレス因子がリソソームへの傷害に及ぼす影響の評価解析と成熟・初期発生への影響、２）リソソームが関与する蛋白質分解・代謝に関わるオートファジー動態並びに、システインプロテアーゼであるカテプシン類のストレス応答とアポトーシス誘導に及ぼす影響、３）カテプシン類の活性制御によるストレス負荷下での卵子成熟・胚発生への影響解析、について、受胎率向上が望める高品質の胚生産につながる基盤的な研究を推進することを目的として研究に取り組んだ。
二年目までに、　1)体外成熟培養時の暑熱ストレス負荷によりみられた体外受精後の胚盤胞発生率の低下は、カテプシン阻害剤の添加によって改善効果がみられた。2)体外成熟培養時の暑熱ストレス負荷によって卵子のカテプシンBおよびカスパーゼ3の発現が有意に増加したが、カテプシン阻害剤の添加によってそれらの発現が抑制され、アポトーシス誘導との関係が示唆された。併せて、暑熱により増加した卵子卵丘細胞のTUNEL陽性細胞数は、カテプシン阻害によって改善された。3)加えて、卵子形成の場である卵巣の退行時黄体組織ではオートファジー、リソソーム並びにカテプシン活性が劇的に増加しており、卵子発育につながる周期調節に大きく関わっていることが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Status of autophagy, lysosome activity and apoptosis during corpus luteum regression in cattle (2015)
  • 著者名/発表者名: Aboelenain M, Kawahara M, Balboula AZ, Montasser AE, Zaabel SM, Okuda K, Takahashi M
  • 雑誌名: Journal of Reproduction and Development 巻: 61 ページ: 印刷中
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1262/jrd.2014-135
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Heat stress during in vitro fertilization decreases fertilization success by disrupting anti-polyspermy systems of the oocytes (2015)
  • 著者名/発表者名: Sakatani M, Yamanaka K, Balboula AZ, Takenouchi N, Takahashi M
  • 雑誌名: Molecular Reproduction and Development 巻: 82 ページ: 36-47
  • DOI: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/mrd.22441/full
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Restricted development of mouse triploid fetuses with disorganized expression of imprinted genes (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki W, Takahashi M, Kawahara M.
  • 雑誌名: Zygote 巻: 16 ページ: 1-11
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1017/S0967199414000550
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Expression and regulation of Foxa2 in the rat uterus during early pregnancy (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamagami K, Yamauchi N, Kubota K, Nishimura S, Chowdhury VS, Yamanaka K, Takahashi M, Tabata S, and Hattori MA.
  • 雑誌名: Journal of Reproduction and Development 巻: 60 ページ: 150-154
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1262/jrd.2014-086
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] The role of autophagy and lysosomal functions on reproductive efficiency in cattle (2014)
  • 著者名/発表者名: MasashiTakahashi
  • 学会等名: 4th Hokkaido University-Seoul National Unuversity joint meeting
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 2014-11-28 – 2014-11-28
  • 招待講演
• [学会発表] マウス胎子成長に及ぼす倍数性およびインプリント遺伝子発現の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山崎 渉、河野友宏、高橋昌志、川原 学
  • 学会等名: 第１０７回日本繁殖生物学会
  • 発表場所: 帯広畜産大学(帯広市)
  • 年月日: 2014-08-21 – 2014-08-23
• [学会発表] The role of autophagy in regression of bovine corpus luteum in relation to lysosomal fucntion (2014)
  • 著者名/発表者名: Mansour ABOELENAIN,, Manabu KAWAHARA, Ahmed Zaky BALBOULA, Abd El-monem MONTASSER, Samy Mowaed ZAABEL, Kiyoshi OKUDA, Masashi TAKAHASHI
  • 学会等名: 第１０７回日本繁殖生物学会
  • 発表場所: 帯広畜産大学(帯広市)
  • 年月日: 2014-08-21 – 2014-08-23
• [学会発表] 牛子宮内膜組織におけるMX1とMX1B発現に及ぼすI型インターフェロンの応答性およびその受容体の発情周期別比較 (2014)
  • 著者名/発表者名: 白水貴大、川原 学、木村康二、高橋ひとみ、柳川洋二郎、永野昌志、パイ ルーラン、今川和彦、高橋昌志
  • 学会等名: 第１０７回日本繁殖生物学会
  • 発表場所: 帯広畜産大学(帯広市)
  • 年月日: 2014-08-21 – 2014-08-21
• [図書] Frontiers of Agricultural Science (2015)
  • 著者名/発表者名: Masashi Takahashi
  • 総ページ数: 277
  • 出版者: Shoukado
• [備考] ようこそ、家畜改良増殖学研究室のホームページへ
  • URL: http://www.agr.hokudai.ac.jp/anim/breed/