精原細胞における減数分裂開始とアポトーシスとの分化選択機構

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12680718
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 安部 眞一 熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (90109637)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山本 卓 熊本大学, 理学部・生物化学科, 助手 (90244102)
• Keywords: 減数分裂開始 / 精原細胞 / アポトーシス / BMP-2,-4 / SCF / c-kit / イモリ

Research Abstract

精子分化過程には、減数分裂開始機構という未解決の問題がある。我々は、精原細胞の第7世代に減数分裂に入るかどうかのチェックポイントがあり、減数分裂に入らなかった場合はアポトーシスを起こすと考えられることを提案した。セルトリ細胞から分泌される減数分裂開始因子の候補は、IGF (insulin-like growth factor)-I, SCF (stem cell factor),actibin, BMP (bone morphogenetic protein)であると考えられた。そこで、BMPとSCFのcDNAを単離して発現を解析し、また器官培養や精原細胞のみの培養に加えて、減数分裂開始への影響を調べることを目的とした。
1)ヒトBMP-2,-4をイモリ精巣器官培養に加えると、プロラクチン同様に精原細胞(第7世代)にアポトーシスを起こす。この効果はFSHやIGFによってレスキューされたが、SCFによってはレスキューされなかった。
2)イモリBMP-2のcDNAを単離し、そのmRNAの発現ステージを調べたところ、精原細胞ステージの体細胞分画に強く発現していた。精巣からBMP受容体のcDNAのクローニングを行った。BMP 1型および2型受容体とも精原細胞期、精母細胞期および丸い精細胞期のすべてのステージで発現がみられ発現量にほとんど差はみられなかった。
3)ヒトSCFを精巣の器官培養に加えると、精原細胞の増殖が促進され、精原細胞は第7世代まで進行したが、第一精母細胞へは分化せず、アポトーシスを起こした。この結果は、SCFが精原細胞の増殖を促進するが、減数分裂を開始させる因子ではないことを示唆する。
4)イモリSCFとc-kit受容体のcDNAを単離し、mRNAの発現を調べたところ、SCFはほぼ全てのステージにおいて発現が見られたが、c-kitは精原細胞と精母細胞ステージに高い発現が見られた。

Research Products

• [Publications] Yazawa T, Yamamoto T, Jin Y, Abe S-l: "Follicle-stimulating hormone is indispensable for the last spermatogonial mitosis preceding meiosis initiation in newts,66(1),14-20"Biology of Reproduction. 66(1). 14-20 (2002)
• [Publications] Yamamoto T, Nakayama Y, Abe S-l: "Mammalian follicle-stimulating hormone (FSH) and insulin-like growth factor l (IGF-I) up-regulate IGF-I gene expression in organ culture of newt testis"Molecular Reproduction and Development. 60(1). 56-64 (2001)
• [Publications] Yazawa T, Yamamoto T, et al.: "Cold suppression of follicle-stimulating hormone (FSH)-activity on proliferation and survival of newt spermatogonia"General and Comparative Endocrinology. 122(3). 296-303 (2001)
• [Publications] Yazawa T, Fujimoto K, Yamamoto T, Abe S-l: "Caspase activity in newt spermatogonial apoptosis induced by prolactin and cycloheximide"Molecular Reproduction and Development. 59(2). 209-214 (2001)
• [Publications] Yazawa T, Yamamoto T, Abe S-l: "Prolactin induces apoptosis in the penultimate spermatogonial stage of the testes in Japanese red-bellied newt (Cynops pyrrhogaster)"Endocrinology. 141(6). 2027-2032 (2000)
• [Publications] Yazawa T, Yamamoto T, Nakayama Y, Hamada S, Abe S-l: "Conversion from mitosis to meiosis : morphology and expression of PCNA and DMC 1 during newt spermatogenesis"Development Growth and Differentiation. 42(6). 603-612 (2000)
• [Publications] 阿部真一, 矢沢隆志, 山本 卓: "Journal of Reproduction and Development"両生類精母細胞形成の制御. 35-38 (2000)