精子・卵子相互作用と不妊症関連遺伝子欠損マウスを用いた不妊機構の解析

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14570019
• Research Institution: CHIBA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 年森 清隆 千葉大学, 大学院・医学研究院, 教授 (20094097)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 前川 真見子 千葉大学, 大学院・医学研究院, 助手 (20181571) ; 外山 芳郎 千葉大学, 大学院・医学研究院, 講師 (70009637) ; 豊田 二美枝 千葉大学, 大学院・医学研究院, 助教授 (60009751) ; 桑島 正道 徳島大学, 医学部, 助教授 (00205262) ; 伊藤 千鶴 千葉大学, 大学院・医学研究院, 助手 (80347054)
• Keywords: 精巣 / 精子抗原 / 免疫グロブリンスーパーファミリー / 抗精子抗体 / 受精 / 精子-卵子相互作用 / 卵子活性化 / カルニチン

Research Abstract

1)成熟精子に存在する卵子卵子活性化関連タンパク質の機能発現:(1)イムノグロブリンスパーファミリータンパク質・ラット鞭毛タンパク質MC31/CE9;受精過程におけるMC31/CE9の分子修飾と機能を解析した。MC31/CE9は精巣上体通過中に糖鎖を含む部位のプロセッシングを受けて分子サイズを減少させ、先体反応中に局在が鞭毛から頭部へと移動し、卵子細胞膜との接着に関与した。(2)卵子活性化因子関連タンパク質・精子核周囲関連物質MN13:卵子活性化時期におけるMN13の挙動と機能解析を行った。抗MN13抗体で処理した精子を未受精卵内に注入すると卵子は活性化できなくなり、卵子活性化に関与することが判明した。MN13は受精後紡錘体の両極に移動した。(3)精子先体タンパク質アクリン(MN7):精巣上体成熟過程における精子先体の変化の解析の他、Spergen-1とspergen-2の解析を行った。2)癌関連遺伝子GOPC遺伝子欠損マウスの解析:GOPC遺伝子欠損マウスの雄は典型的な無先体のヒト円形頭部精子症のモデルマウスであった。先体前駆物質は先体への輸送過程で互いに融合しにくいため、核周囲に先体が形成されず、部分的に形成された先体様構造は伸長期細胞時期までに核から脱落した。3)gcl遺伝子欠損マウスの解析:このマウスの雄は多形精子を産生した。gcl分子は核と密接に関連したため、核膜あるいは核の裏打ち構造の成分に何らかの異常があるために精子構成成分の輸送や分配に障害が起こり、また細胞質分離がうまく行かないために多形精子が形成された。4)カルニチントランスポーター2(OCTN2)の分布と局在(精子成熟あるいは閉塞性無精子症による不妊症の解析):OCTN2mRNAは精巣上体遠位部に特異的に強く発現した。OCTN2の発現部位はJVS精巣上体遠位で起こる閉塞性通過障害のやや遠位部に見られ、OCTN2が精巣上体内の精子通過に重要な働きをしていることが判明した。

Research Products

• [Publications] Yao R., Ito C., Natsume Y., Sugitani Y., Yama-naka, H., Kuretake S., Yanagida K., Sato A., Toshimori K., Noda T.: "Lack of acrosome formation in mice lacking a Golgi protein, GOPC."Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 99. 11211-11216 (2002)
• [Publications] Doiguchi M., Mori T., Toshimori, K., Shibata Y., IIda H.: "Spergen-1 might be an adhesive molecules associated with mitochondria in the middle piece of spermatozoa."Dev.Biol.. 252. 127-137 (2002)
• [Publications] Manandhar G., Toshimori K.: "Fate of post-acrosomal pernuclear theca recognized by monoclonal antibody MN13, after sperm head microinjection and its role in oocyte activation in mice."Biol.Reprod.. 68. 655-663 (2003)
• [Publications] Kimura T., Ito C., Watanabe S., Takahashi T., Ikawa M., Yomogida K., Fujita Y., Ikeuchi M., Asada N.et al.: "Mouse germ cell-less as an essential component for nuclear integrity."Mol.Cell Biol.. 23. 1304-1315 (2003)
• [Publications] Toshimori, K.: "Spermatozoa Maturation in the Testis and Epididymis : Overview and introduction. In : The Biology of Spermatozoa Maturation. (ed. K.Toshimori)."Mirosc.Res.Tech.. 61. 1-6 (2003)
• [Publications] Yoshinaga K., Toshimori, K.: "Organization and modification of sperm acrosomal molecules during spermatogenesis and epididymal maturation. In : The Biology of Spermatozoa Maturation. (ed. K.Toshimori)."Mirosc.Res.Tech.. 61. 39-45 (2003)
• [Publications] Eddy EM., Toshimori, K., O'Brien: "The fibrous sheath of mammalian spermatozoa. In : The Biology of Spermatozoa Maturation. (ed. K.Toshimori)."Mirosc.Res.Tech.. 61. 103-115 (2003)
• [Publications] Oh-oka, T., Saxena DK., Tanii, I., Yoshinaga K., Toshimori, K.: "The change of the activity of sperm nitric oxide synthase in the oviductal reservoir during ovulation."Reprod.Med.Biol.. 2. 75-81 (2003)
• [Publications] IIda H., Urasako A., Doiguchi M., Mori T., Toshimori, K., Shibata Y.: "Complementary DNA cloning and characterization of rat spergen-2, a spermatogenic cell-specific gene-2, encoding a 56 kDa nuclear protein bearing ankyrin repeat motif."Biol.Reprod.. 68. 655-663 (2003)
• [Publications] 年森 清隆: "生殖生物学と生殖医療"千葉医学雑誌. 79. 383-396 (2003)
• [Publications] Toshimori, K., Ito C.: "Formation and organization of the mammalian sperm head."Arch.Histol.Cytol.. 66. 1-6 (2003)
• [Publications] Saxena DK., Toshimori, K.: "Molecular modification of MC31/CE9, a sperm surface molecule, during capacitation and the acrosome reaction in the rat : Is MC31/CE9 required for fertilization?"Biol.Reprod.. (In press). (2004)
• [Publications] Toshimori, K.: "Testicular abd epididymal maturation of mammalian spermatozoa. In : Introduction to mammalian spermatozoa. D.R.P. Tulsiani (ed.)"Kluwer Publisher, Boston. 403(93-111) (2002)