染色体分配の正常化による加齢マウス卵子の品質改善の試み

2015 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 26430100
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 越後貫 成美 国立研究開発法人理化学研究所, バイオリソースセンター, 専任技師 (40373287)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: マウス / 発生工学

研究実績の概要

近年、加齢による卵子の質の低下とそれにともなう不妊や流産、新生児の疾患が社会的に問題になっている。卵子の質の低下には、卵子細胞質の劣化および卵子染色体の異常の2種類が主な原因と考えられている。本研究ではマウスをモデルとして、加齢による卵子の質を、顕微操作によらない、非侵襲的方法にて染色体の改善を図ることで向上させることを目標とした。
前年度において、卵子を回収するために通常の排卵誘起法（PMSG)を行った際、老齢マウス（8-15ヶ月齢）において排卵する確率が若齢マウス（7－12週齢）のそれより低率で、排卵誘起の効果に個体差が認められた。さらに排卵が確認された個体において、1匹あたりの排卵数が非常に少なく、その多くが実験に用いることの出来ない異常分裂や発生をした『外見上、異常と認められる卵子』であった。今年度、抗インヒビン血清（AIS; Anti inhibin serum)による内因性FSHを利用した排卵誘起を試みたところ、排卵効率および1匹あたりの排卵数の上昇が確認された。また、排卵卵子に占める異常卵の大幅な減少が認められた。この結果は、外因性FSHを利用した通常の排卵誘起法では老齢マウスには過剰刺激となり、異常卵への発生を誘起している可能性が考えられた。内因性FSHを利用した方法ではより自然な排卵が促され、『外見上、正常と判断できる卵子』の排卵が増加したと考えられる。排卵数が少なく、しかも染色体異常出現率が高率である老齢マウスにとっては、実験に使用可能な正常卵子を少しでも多く回収できるという意味で非常に有益な排卵誘起法であることが明らかになった。

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

実験を行う上で大きな問題であった、老齢マウスからの卵子の回収率の改善に成功した。このことにより、より多くの卵子を実験に用いることが可能となった。前年度、2-3ヶ月齢マウスGV卵にRNA干渉により、脱アセチル化酵素HDAC活性を減少させたところ、HDAC8減少卵ではMIIへの発生後、ヒストン高アセチル化が確認された。老齢マウス卵子においても同じ現象が生じているのか、解析可能な程度にまでGV期およびMII期卵子の回収保存ができたので、本年度は本格的に解析を行う計画である。

今後の研究の推進方策

本年度は老齢マウス由来卵子のHDAC活性の定量および卵子内での発現状態を定量PCRおよび免疫染色で解析を行う。さらに、姉妹染色分体の結合分子である、コヒーシンの結合距離の解析を行い、染色分体の緩みについて調べる。

次年度使用額が生じた理由

排卵誘起方法を変更したことで、マウスの使用が予定より少なく済んだため。

次年度使用額の使用計画

本研究ではマイクロマニピュレーター装着倒立顕微鏡等は既に申請者が所属する研究室で所有しているもの、もしくは導入予定のものを使用する。
・マウス購入・維持費：卵子採卵用ICR・C57BL／6・B6D2F1@1,000-1,500円x250匹＋マウス用餌＋床敷き　・消耗品：卵子培養用消耗品（プラスチック消耗品、試薬など。約2,000円／回x50回／年）　・解析用消耗品（試薬：5,000円x50－70回／年、抗体：3－50,000円x4－8種類、PCR経費：Ｔａｑポリメラーゼ15,000円ｘ2－3個、プライマー約10,000円ｘ4種類）　・旅費：関連学会における成果発表と情報収集を兼ねる。　・外国語論文の校閲（謝金）および学会誌投稿料（その他）

研究成果

• [雑誌論文] Long-term ex vivo maintenance of testis tissues producing fertile sperm in a microfluidic device. (2016)
  • 著者名/発表者名: Komeya M, Kimura H, Nakamura H, Yokonishi T, Sato T, Kojima K, Hayashi K, Katagiri K, Yamanaka H, Sanjo H, Yao M, Kamimura S, Inoue K, Ogonuki N, Ogura A, Fujii T, Ogawa T.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 6 ページ: 21472
  • DOI: 10.1038/srep21472.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Histone chaperone CAF-1 mediates repressive histone modifications to protect preimplantation mouse embryos from endogenous retrotransposon. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hatanaka Y, Inoue K, Oikawa M, Kamimura S, Ogonuki N, Kodam E, Ohkawa Y, Tsukada Y, Ogura A.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: 112 ページ: 14641-14646
  • DOI: 10.1073/pnas.1512775112.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genome Editing in Mouse Spermatogonial Stem Cell Lines Using TALEN and Double-Nicking CRISPR/Cas9. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sato T, Sakuma T, Yokonishi T, Katagiri K, Kamimura S, Ogonuki N, Ogura A, Yamamoto T, Ogawa T.
  • 雑誌名: Stem Cell Reports 巻: 5 ページ: 75-82
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2015.05.011.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Trichostatin A specifically improves the aberrant expression of transcription factor genes in embryos produced by somatic cell nuclear transfer. (2015)
  • 著者名/発表者名: Inoue K, Oikawa M, Kamimura S, Ogonuki N, Nakamura T, Nakano T, Abe K, Ogura A.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 5 ページ: 10127
  • DOI: 10.1038/srep10127
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Induction of DNA methylation by artificial piRNA production in male germ cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Itou D, Shiromoto Y, Shin-Ya Y, Ishii C, Nishimura T, Ogonuki N, Ogura A, Hasuwa H, Fujihara Y, Kuramochi-Miyagawa S, Nakano T.
  • 雑誌名: Curr Biol 巻: 25 ページ: 901-906
  • DOI: doi:10.1016/j.cub.2015.01.060
  • 査読あり / オープンアクセス