活性酸素シグナルによる精子幹細胞自己複製制御機構の解明

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25293067
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 篠原 隆司 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (30322770)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 精子形成 / 活性酸素

研究実績の概要

昨年度の研究において精子幹細胞の自己複製分裂にNox1遺伝子が関与することを明らかにした。本年度においては精子幹細胞の自己複製因子であるglial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF)およびfibroblast growth factor 2 (FGF2)による刺激が培養精子幹細胞であるgermline stem (GS)細胞におけるreactive oxygen species (ROS)の発生を行う際にNox1遺伝子の発現がどのように変化するかを解析した。Real time polymerase chain reaction (PCR)による遺伝子発現量の解析を行ったところ、当初の予想とは異なりNox1遺伝子の発現はROSの発生が亢進する際に逆に低下していることが明らかになった。
更にNox1遺伝子の発現を異なった発達段階の精巣においてreal-time PCRにより調べたところ、Nox1は精原細胞の増殖が活発に行われている生後10日齢においては比較的発現レベルが低いことが分かった。これらの結果はNox1遺伝子以外の分子がROSの産生に関与していることを示唆していると考えられる。
上記の実験に加えて、我々はGS細胞の増殖刺激を行う際にGDNFおよびFGF2を除去した際には細胞分裂の速度が顕著に低下していることも明らかにした。この結果から我々はGS細胞のROSの発生タイミングは自己複製因子による刺激直後に強いこともフローサイトメトリーにより判明した。

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

活性酸素がNox1以外の分子によっても発生し、それが精子幹細胞の自己複製を促進している可能性を示す証拠が得られた。

今後の研究の推進方策

計画書に記載されている残りの実験についても現在進行中であり、Nox1以外にROSの発生に関与する遺伝子の同定を試みる予定である。

次年度使用額が生じた理由

当初必要であると見込まれたマウスの購入維持費が実際には予想よりも少なかったため。

次年度使用額の使用計画

次年度でのマウス維持費として充当する予定。

研究成果

• [雑誌論文] Functional differences between GDNF-dependent and FGF2-dependent mouse spermatogonial stem cell self-renewal. (2015)
  • 著者名/発表者名: Takashima S, Kanatsu-Shinohara M, Tanaka T, Morimoto H, Inoue K, Ogonuki N, Jijiwa M, Takahashi M, Ogura A, Shinohara T.
  • 雑誌名: Stem Cell Reports 巻: 4 ページ: 489-502
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2015.01.010
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The Trp53-Trp53inp1-Tnfrsf10b pathway regulates the radiation response of mouse spermatogonial stem cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: *Ishii K, Ishiai M, Morimoto H, Kanatsu-Shinohara M, Niwa O, Takata M, Shinohara T.
  • 雑誌名: Stem Cell Reports 巻: 3 ページ: 676-689
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2014.08.006
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Improved serum- and feeder-free culture of mouse germline stem cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kanatsu-Shinohara M, Ogonuki N, Matoba S, Morimoto H, Ogura A, *Shinohara T.
  • 雑誌名: Biol Reprod 巻: 91 ページ: 88
  • DOI: 10.1095/biolreprod.114.122317
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Skp1-Cullin-F-box (SCF)-type ubiquitin ligase FBXW7 negatively regulates spermatogonial stem cell self-renewal. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kanatsu-Shinohara M, Onoyama I, Nakayama KI, Shinohara T.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 111 ページ: 8826-8831
  • DOI: 10.1073/pnas.1401837111
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Induction of primordial germ cell-like cells from mouse embryonic stem cells by EKR signal inhibition. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kimura T, Kaga Y, Ohta H, Odamoto M, Sekita Y, Li K, Yamano N, Fujikawa K, Isotani A, Sasaki N, Toyoda M, Hayashi K, Okabe M, Shinohara T, Saitou M, Nakano, T.
  • 雑誌名: Stem Cells 巻: 32 ページ: 2668-2678
  • DOI: 10.1002/stem.1781
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Regulation of spermatogonial stem cell self-renewal (2014)
  • 著者名/発表者名: 篠原隆司
  • 学会等名: Society for Reproduction and Fertility annual conference
  • 発表場所: 英国エジンバラ
  • 年月日: 2014-09-01 – 2014-09-02
  • 招待講演