2021 Fiscal Year Annual Research Report

単一細胞遺伝子解析によるヒト造精機能障害の分子機構の解明

Research Project

Project/Area Number	19K09712
Research Institution	Yamaguchi University
Principal Investigator	白石晃司山口大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (00535255)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	原田哲仁九州大学, 生体防御医学研究所, 准教授 (60596823) 大川恭行九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (80448430)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	無精子症 / 単一細胞トランスクリプトーム解析
Outline of Annual Research Achievements	非閉塞性無精子症（NOA、20例）に対し施行されたmicro-TESEの際に得られた精祖細胞を症例ごとに100個以上分離・回収し、次世代シーケンサーを用いた単一細胞トランスクリプトーム解析(RNA-seq)を行った。閉塞性無精子症５例を正常コントロールとした。KEGGデータベースをもとにgene ontology解析およびgene set enrichment解析を行いpathway mapを作成し、遺伝子発現プロファイルを元に精祖細胞のクラスター分類を行った。精巣組織内アロマターゼおよびアンドロゲンレセプター（AR）の発現を免疫染色で、testicular fluidを用いた精巣内テストステロン（ITT）およびエストラジオール(ITE2)濃度の測定をLC-MS/MSにて行い、RNA-seqで得られた精祖細胞クラスターとの関連について解析した。回収した精祖細胞はUTF1, DDX4およびSCP3による免疫染色で90%以上が陽性であった。これらの精祖細胞は１）DNA合成低下型7例、２）レセプター低下型5例、３）ストレス応答低下型4例、４）体細胞移行型4例、のクラスターに分類可能であった。クラスター１および２ではARの発現低下を認め、クラスター２の精巣においてはITTの低下およびITE2の上昇とLeydig細胞に局在するアロマターゼの発現亢進を認めた。クラスター１の2例でhCG/FSH、クラスター２の1例でアナストロゾールを用いたサルベージ内分泌療法後の2nd micro-TESEにより精子採取が可能であった。精祖細胞の単一細胞トランスクリプトーム解析と精巣内内分泌環境の解析を行うことで、germ cell側の遺伝子発現プロファイルとLeydig細胞のクロストークが俯瞰可能であり、NOAに対する個別化治療や新規治療法の確立が可能であることが示唆された。