雌雄キメラ・ラットモデルで見る「性分化の優位性」

2019 年度 実績報告書

• 研究領域: 性スペクトラム - 連続する表現型としての雌雄
• 研究課題/領域番号: 18H04885
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 磯谷 綾子 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (20444523)
• 研究期間 (年度): 2018-06-29 – 2020-03-31
• キーワード: 性分化 / キメラ / ラット

研究実績の概要

オスとメスで異なる“性の表現型”は、性染色体の組合せだけで決まるのではない。将来、メスになるXX型受精卵とオスになるXY型受精卵を8細胞期に集合させた雌雄キメラ・マウスの研究では、XY型細胞の寄与率 (XYキメリズム) が約30～40％でオスになる閾値があることが報告されており、XY型のES細胞を用いたESキメラ・マウスでも同様の傾向がみられている。
一方、我々は、ラットで、XY型のES細胞を用いてESキメラ・ラットを誕生させたとき、メス個体が予想に反して多く誕生することを見出し、雌雄キメラにおいて、マウスとラットの性比の違いをもたらす要因について調べた。
我々は、キメラを作る時の細胞の性質に注目し、同等の性質である8細胞期胚を集合させたキメラ・ラットを作製し、性比について調べた。雌雄キメラ・ラットかどうかの判定は、系統間でのX染色体の多型を利用したPCRによる遺伝型解析により行い、XYキメリズムを判定するために、片側にGFP蛍光を持つ8細胞期胚を用いた集合キメラ・ラットを作製した。雌雄キメラ・ラットであると判定した9匹について、誕生時の外性器(肛門生殖突起間距離)で性を判定したところ、オスが7匹、メスが2匹で、性比の片寄りはマウスと類似していた。さらに、フローサイトメトリーによって、脾細胞のXYキメリズムを調べたところ、完全なオスの表現型をもつ個体では30%以上あり、メスでは20%未満であった。また、XYキメリズムは、20%未満の個体の中に外性器、内性器ではオスと判定したが、成長過程で上半身に乳頭形成が認められ、中間の表現型を示す雌雄キメラ・ラットも誕生した。
以上の結果より、ラットでは、XYキメリズム約30%前後にオスへの性決定の閾値が存在し、マウスとラットでは、ES細胞の性質の違いが性比に影響を及ぼす可能性を示唆した。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] TESMIN, METALLOTHIONEIN-LIKE 5, is required for spermatogenesis in mice. (2020)
  • 著者名/発表者名: Oji A, Isotani A, Fujihara Y, Castaneda JM, Oura S, Ikawa M.
  • 雑誌名: Biology of Reproduction 巻: 102 ページ: 975-983
  • DOI: doi: 10.1093/biolre/ioaa002.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Developmental analyses of mouse embryos and adults using a non-overlapping tracing system for all three germ layers. (2019)
  • 著者名/発表者名: Serizawa T, Isotani A, Matsumura T, Nakanishi K, Nonaka S, Shibata S, Ikawa M, Okano H.
  • 雑誌名: Development 巻: 146 ページ: pii: dev174938.
  • DOI: doi: 10.1242/dev.174938.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Male mice, caged in the International space station for 35 days, sire healthy offspring. (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsumura T, Noda T, Muratani M, Okada R, Yamane M, Isotani A, Kudo T, Takahashi S, Ikawa M.
  • 雑誌名: Scientific Research 巻: 9 ページ: 13733
  • DOI: doi: 10.1038/s41598-019-50128-w.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] CRISPR/Cas9-mediated genome editing reveals 30 testis-enriched genes dispensable for male fertility in mice. (2019)
  • 著者名/発表者名: Lu Y, Oura S, Matsumura T, Oji A, Sakurai N, Fujihara Y, Shimada K, Miyata H, Tobita T, Noda T, Castaneda JM, Kiyozumi D, Zhang Q, Larasati T, Young S, Kodani M, Huddleston CA, Robertson MJ, Coarfa C, Isotani A, Aitken RJ, Okabe M, Matzuk MM, Garcia TX, Ikawa M.
  • 雑誌名: Biology of Reproduction 巻: 101 ページ: 501-511
  • DOI: doi: 10.1093/biolre/ioz103.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Ets2変異マウスの遺伝型と表現型への影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 岸本 裕樹、由利 俊祐、磯谷 綾子
  • 学会等名: 第66回日本実験動物学会総会
• [学会発表] Investigation of CRISPR/Cas9 system to obtain organ deficient mouse model (2019)
  • 著者名/発表者名: JONATHAN JUN-YONG LIM,Syunsuke Yuri, Ayako Isotani
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 四倍体胚補完法によるES細胞由来マウス作製条件の検討 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山本奈美、由利俊祐、磯谷綾子
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
• [学会発表] How to ensure supply of donor organs for transplantation in the current clinical scenario (2019)
  • 著者名/発表者名: Ayako Isotani
  • 学会等名: PHILIPPINE SOCIETY FOR DEVELOPMENTAL BIOLOGY 2019
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 奈良先端科学技術大学院大学 器官発生工学研究室 ホームページ
  • URL: https://bsw3.naist.jp/isotani/