精子幹細胞の放射線による細胞死誘導の分子メカニズムの解明

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26340021
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 森本 裕子 京都大学, 医学研究科, 特定研究員 (90540097)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 精子幹細胞 / 活性酸素

研究実績の概要

放射線は生体成分の水に作用して活性酸素(ROS)を産生させ、DNA損傷等の悪影響を引き起こす。この為ROSは生殖細胞に悪影響を及ぼすと考えられてきた。精子幹細胞（SSCs）は精子形成の源となる細胞である。SSCsは個体が一生に亘り自己複製分裂を行い、精子を作り続ける基盤となっている。ROSはSSCsにおいても同様に悪影響を及ぼすと考えられてきた。しかしこれまでの研究においてNox1遺伝子によるROS産生がSSCsの自己複製分裂に必要であることを見出していた。そこで本研究においてSSCsにおけるROSがどのようなシグナル伝達を行い自己複製を促進するのかを解明することを目的とした。その結果ROSを産生する様々な転写因子の中でSSCsの放射線耐性に関わる転写因子(Bcl6遺伝子)を同定した。Bcl6b遺伝子はNox1遺伝子の発現を増加させてROSを産生しSSCsの自己複製に関わる因子である事が分かった。
SSCsにおいてMAPK14を活性化させるとその下流でMAPK7が活性化された。また、SSCsにおいてMapk14またはMapk7遺伝子を活性化させるとNox1遺伝子が誘導されROSが増加した。反対にMapk14またはMapk7遺伝子をノックアウトしたSSCsを精巣内に移植するとその後コロニー数が減少した。更に、インヒビターを用いたスクリーニングを実施する事によりMAPK7が活性化されるとBcl６b遺伝子がNox1遺伝子の発現を増加させてROSを産生する事が分かった。これらの事から本研究においてMAPK14-MAPK7-BCL6B経路がROSの産生を介したSSCsの自己複製に非常に重要な役割を果たす事が分かった。

研究成果

• [雑誌論文] Fertility of Male Germline Stem Cells Following Spermatogonial Transplantation in Infertile Mouse Models. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kanatsu-Shinohara M, Morimoto H, Shinohara T.
  • 雑誌名: Biology of Reproduction 巻: 94(5):112 ページ: 1-11
  • DOI: https://doi.org/10.1095/biolreprod.115.137869
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Myc/Mycn-mediated glycolysis enhances mouse spermatogonial stem cell self-renewal. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kanatsu-Shinohara M, Tanaka T, Ogonuki N, Ogura A, Morimoto H, Cheng PF, Eisenman RN, Trumpp A, Shinohara T.
  • 雑誌名: Genes & Development 巻: 30(23) ページ: 2637-2648
  • DOI: 10.1101/gad.287045.116.
  • 査読あり / 謝辞記載あり