生殖毒性評価・後代検定技術としての生殖細胞系列の完全連続培養技術の開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13876059
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 佐藤 英明 東北大学, 大学院・農学研究科, 教授 (80093243)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松本 浩道 東北大学, 大学院・農学研究科, 助手 (70241552) ; 佐々田 比呂志 東北大学, 大学院・農学研究科, 助教授 (90158931)
• Keywords: ヒアルロン酸 / ヒアルロン酸合成酵素遺伝子 / ヒアルロン酸結合タンパク質 / CD44 / ギャップジャンクション / MAPキナーゼ / Fas / Fasリガンド

Research Abstract

1)卵子の退行抑制、成熟促進、血管増殖に係わるグリコサミノグリカンは同一の分子で、ヒアルロン酸であることを明らかにした。これを踏まえ、ヒアルロン酸合成酵素遺伝子やヒアルロン酸結合タンパク質の解析に研究の比重を移し、ブタ卵子・卵丘複合体におけるヒアルロン酸合成酵素遺伝子1、2、3(HAS1、HAS2、HAS3)の発現を解析し、HAS1、HAS2を卵丘細胞に、HAS3を卵母細胞に同定した。また、HAS2はPMSGと卵胞液因子により、発現が増強した。しかし、HAS3の発現は影響されなかった。卵子のHAS3の発現は受精や退行に伴って消失した。一方、FITC-ヒアルロン酸法により、卵子・卵丘複合体に70kDaのヒアルロン酸結合タンパク質を同定したが、CD44と断定できた。卵子においてはヒアルロン酸により、44kDaと42kDaのMAPキナーゼが活性化し、成熟するが、その活性化のメカニズムを明らかにした。すなわち、ヒアルロン酸はCD44に結合し、そのシグナルは、ギャップジャンクション蛋白質Cx43のチロシンリン酸化を誘導し、ギャップジャンクションを閉鎖させ、卵成熟抑制因子(cAMP)の流入を阻止し、その結果、MAPキナーゼが活性化する。
2)卵子の死滅過程においても、MAPキナーゼが活性化すること、活性化のプロファイルは成熟過程でのプロファイルと同じであることを明らかにした。一方、HAS2、HAS3のcDNAの構造を明らかにした。さらにHAS2,HAS3のゲノムDNAの解析を進めている。妊馬血清性腺刺激ホルモン(卵胞刺激ホルモンと黄体形成ホルモンの2つの作用をもつ)にHAS2mRNAの発現誘導作用のあることを示していたが、この作用は卵胞刺激ホルモンによることが明らかとなったので、HAS2遺伝子の転写調節領域に卵胞刺激ホルモンに応答する領域があると予想される。転写領域の構造を明らかにする努力をしているが、同定には至っていない。
3)Fas・Fasリガンドシステムが卵胞で発現し、卵子の死滅を誘導することをマウスとブタですでに明らかにした。さらに透明帯にFas・Fasリガンドシステムの発現を抑制する効果があることを明らかにし、このような透明帯の機能を担う分子の同定に努力し、ヒアルロン酸である可能性が高いことを明らかにした。

Research Products

• [Publications] 佐藤英明: "Expression of hyaluronan synthases and CD44 messenger RNAs in porcine cumulus-oocyte complexes during in vitro maturation"Biology of Reprodction. 66・4. 707-717 (2002)
• [Publications] 佐藤英明: "Induction of apoptosis mediated by Fas receptor and activation of caspase-3 in MRL-+/^* or MRL-lpr. lpr murine oocytes"Zygote. 10・1. 17-22 (2002)
• [Publications] 佐藤英明: "Identification of hyaluronic acid-binding proteins in proteins and their expressions in porcine cumulus-oocyte complexes during in vitro maturation"Biology of Reproduction. 66・6. 1165-1171 (2002)
• [Publications] 佐藤英明: "Expression of CD44 in porcine cumulus-oocyte complexes during in vitro oocyte maturation"Journal of Mammalian Ova Research. 19・2. 121-127 (2002)
• [Publications] 佐藤英明: "Distribution and gene expression of cytoskeletal proteins in two-cell rat embryos and developmental arrest"Journal of Experimental Zoology. 293・4. 641-648 (2002)
• [Publications] 佐藤英明: "Erasure of methylation imprinting of Igf2r during mouse primordial germ-cell development"Molecular Reproduction and Development. (印刷中). (2003)
• [Publications] 佐藤英明: "図説ARTマニュアル"永井書店. 509 (2002)