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2014 年度 実施状況報告書

雄性化誘導の分子機構解析:細胞増殖因子の機能とアンドロゲンによる新規制御

研究課題

研究課題/領域番号 25860771
研究機関和歌山県立医科大学

研究代表者

村嶋 亜紀  和歌山県立医科大学, 先端医学研究所, 特別研究員 (50637105)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードアンドロゲン受容体 / 細胞増殖因子 / ウォルフ管 / 生殖内分泌学 / 遺伝子改変マウス / アンドロゲン
研究実績の概要

アンドロゲンは生殖器や外部形態の雄性形質誘導に必須の性ホルモンであり、いくつかの細胞増殖因子はアンドロゲンシグナルのメディエーターとして雄性化に寄与する可能性が示唆されている。しかし、アンドロゲンシグナルとこれら細胞増殖因子シグナルとの分子的相互関係は不明である。平成26年度は前年度に引続き、雄性生殖管原基であるウォルフ管の雄性分化において誘導される増殖因子シグナル経路の同定と、そのアンドロゲンによる分子誘導機構の解明を目的とし、以下の解析を行った。
上皮特異的Fgfr(線維芽細胞増殖因子受容体)ノックアウトマウスの解析より、ウォルフ管発生のごく初期において、上皮におけるFgfシグナルは管上皮の維持に必須であることを示した(Okazawa and Murashima et al., 2015)。しかし雄性化誘導期にあたる発生後期においてこのマウス(Hoxb7-Cre;Fgfr2flox/-)を解析したところ、ウォルフ管上皮のFgfシグナルが雄性化に直接関与することを示唆するデータは得られなかった。
一方で、DNAマイクロアレイから得られた、雄性化に関与し得るシグナル経路の阻害剤を、ウォルフ管の器官培養系に添加し、雄性化への影響をスクリーニングした結果、Wntシグナル経路の阻害はアンドロゲンによるウォルフ管の雄性化を抑制することが明らかとなった。さらに、アンドロゲン受容体拮抗阻害剤(フルタミド)の母体投与によって、雄胎児ウォルフ管間葉におけるWntアンタゴニストの発現上昇が確認された。また、器官培養においてもアンドロゲンシグナルを阻害するとアンタゴニストの発現が上昇したことより、アンドロゲンはアンタゴニストの発現抑制を介してWntシグナルを制御する可能性が示唆された。
本研究は、細胞増殖因子シグナルとアンドロゲンのクロストークと形態形成を理解するうえで非常に重要な知見を与える。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本年度の研究により、Fgfシグナルのウォルフ管上皮細胞維持機構が明らかとなり、論文発表に繋がったため、一定の成果をあげることができたと考えている。また、アンドロゲンによるWntシグナル制御とウォルフ管の雄性化機構に関して概ね順調な結果を得つつある。
一方で、平成26年度までに細胞増殖因子関連遺伝子の組織特異的遺伝子改変マウスを作製し、ウォルフ管雄性化における分子作用機構解析を試みる予定であった。しかし一部の変異体では、雄性化以前のウォルフ管発生異常が確認され、雄性化分子機構を解析するためには、時期特異的遺伝子改変誘導、または器官培養による解析が必要となった。新たにマウスを作製し、器官培養系を立ち上げたため、解析がやや遅れている。

今後の研究の推進方策

上記のようにWntシグナルのウォルフ管雄性化能の検討を引き続き行う予定であり、既に器官培養系における新たなアンタゴニストの投与条件の再調整を行っている。特に恒常的発現細胞の上清や、組織へのエレクトロポレーションによる強制発現誘導等を検討する。これに加えアンタゴニストに対するアンドロゲンの発現制御機構の解析を同時に進める。平成27年度前半には結果が出る予定であり、これらを論文としてまとめる。
細胞増殖因子関連遺伝子に対して、時期特異的遺伝子改変マウスを作製し、必要に応じて器官培養を行う。それぞれの遺伝子のウォルフ管雄性化に対する作用を検討する。

次年度使用額が生じた理由

平成26年度までに細胞増殖因子関連遺伝子の組織特異的遺伝子改変マウスを作製し、ウォルフ管雄性化における分子作用機構解析を試みる予定であった。しかし一部の変異体では、雄性化以前のウォルフ管発生異常が確認され、雄性化分子機構を解析するためには、時期特異的遺伝子改変誘導、または器官培養による解析が必要となった。新たにマウスを作製し、器官培養系を立ち上げたため、解析が今年度中に間に合わず、未使用額が発生した。また、これらをまとめて論文発表するために必要な投稿料や英文校正料として使用することができなかった。

次年度使用額の使用計画

平成26年度に引続き、遺伝子改変マウス系統を維持し、それらを交配させ、多くの複合系統を作製・維持するためのマウス飼育費、マウス購入費としてあてる。また、組織学的、分子学的、細胞生物学的、生化学的解析に必要な試薬、抗体、酵素を購入する。平成27年度中に論文としてまとめて発表予定であり、そのための必要経費に使用する予定である。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2015 2014

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 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Region-specific regulation of cell proliferation by Fgf receptor signaling during the Wolffian duct development2015

    • 著者名/発表者名
      Mika Okazawa, Aki Murashima, Masayo Harada, Naomi Nakagata, Masafumi Noguchi, Mitsuru Morimoto, Tadashi Kimura, David M. Ornitz, Gen Yamada
    • 雑誌名

      Developmental Biology

      巻: 1;400(1) ページ: 139-147

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2015.01.023

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Androgens and mammalian male reproductive tract development2014

    • 著者名/発表者名
      Aki Murashima, Satoshi Kishigami, Axel Thomson, Gen Yamada
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta

      巻: 1849(2) ページ: 163-170

    • DOI

      10.1016/j.bbagrm.2014.05.020

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] The function of growth factor signaling in the developing Wolffian duct and male reproductive tract2015

    • 著者名/発表者名
      Aki Murashima, Mika Okazawa, Gen Yamada
    • 学会等名
      7th International Symposium on the Biology of Vertebrate Sex Determination
    • 発表場所
      コナ、ハワイ、米国
    • 年月日
      2015-04-13 – 2015-04-17
  • [学会発表] 線維芽細胞増殖因子受容体(FGFR)シグナリングによる領域特異的なウォルフ管上皮細胞増殖の調節について2014

    • 著者名/発表者名
      Mika Okazawa, Aki Murashima, Tadashi Kimura, Gen Yamada
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、神奈川
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
  • [学会発表] The functions of growth factor signaling in developing Wolffian duct and male reproductive tract2014

    • 著者名/発表者名
      Aki Murashima, Mika Okazawa, Gen Yamada
    • 学会等名
      6th international conference on the epididymis
    • 発表場所
      SIBS、上海、中国
    • 年月日
      2014-10-31 – 2014-11-03
  • [学会発表] Midline-derived Shh regulates mesonephric tubule formation through the paraxial mesoderm2014

    • 著者名/発表者名
      Aki Murashima, Hiroki Akita, Mika Okazawa, Satoshi Kishigami, Naomi Nakagata, Ryuichi Nishinakamura, Gen Yamada
    • 学会等名
      47th Annual Meeting of the JSDB
    • 発表場所
      ウインク愛知、名古屋
    • 年月日
      2014-05-27 – 2014-05-30

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公開日: 2016-06-01  

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