精子幹細胞の分化過程におけるエピゲノム制御ネットワークの解明

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25462541
• Research Institution: Nagoya City University
• Principal Investigator: 畦元 将隆 名古屋市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 研究員 (70264736)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 神沢 英幸 名古屋市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 研究員 (00551277) ; 西尾 英紀 名古屋市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (10621063) ; 郡 健二郎 名古屋市立大学, その他部局等, 学長 (30122047) ; 林 祐太郎 名古屋市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (40238134) ; 小島 祥敬 福島県立医科大学, 医学部, 教授 (60305539) [Withdrawn] ; 水野 健太郎 名古屋市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (70448710)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 精子幹細胞 / エピゲノム

Outline of Annual Research Achievements

【本研究の目的】遺伝子の発現調節機構のうち、塩基配列によらないエピジェネティクスが重要視されている。代表的なメカニズムとしてDNAメチル化やヒストン修飾などがあり、その状態（エピゲノム）が細胞の運命決定に関わると推測されている。私たちはこれまで、造精機能障害には精子幹細胞の機能異常があると考え、精子幹細胞に特異的発現する転写因子やヒストンメチル化酵素を同定してきた。本研究ではこれらの成果をふまえ、各分化段階の精子形成細胞を分離し、個別に解析することで、精子幹細胞に特徴的なエピゲノムを網羅的に明らかにすることを目的とした。
【本年度の研究実績】精子幹細胞の分化障害のモデルとして、停留精巣モデル動物を用い、出生後から様々な週齢において精子幹細胞の分化状態を解析した。これまでの精巣組織の経時的な検討から、生後9日齢の精巣組織で、精子幹細胞の分化が最も抑制されていることが分かっている。そこで、生後9日例の正常動物の精巣組織と、停留精巣モデル動物の精巣組織での遺伝子発現をマイクロアレイ解析で比較したところ、モデル動物ではヒストン修飾酵素であるKdm5aの発現亢進が認められた。定量RT-PCR法で発現量の確認を行い、Western blotting法でタンパク質の定量化を行った。また、培養細胞へのKdm5a遺伝子の強制発現系を確立し、精子幹細胞の分化過程におけるエピジェネティックな遺伝子発現調節機構について検討を行った。Kdm5a遺伝子発現が亢進するに従い、精子幹細胞マーカーであるRet, Thy1遺伝子発現も亢進していたことから、Kdm5aがこれらの発現制御を行いつつ細胞分化に関わる可能性が示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Novel splice site mutation in MAMLD1 in a patient with hypospadias (2015)
  • Author(s): Igarashi M, Wada Y, Kojima Y, Miyado M, Nakamura M, Muroya K, Mizuno K, Hayashi Y, Nonomura K, Kohri K, Ogata T, Fukami M.
  • Journal Title: Sexual Devlopment Volume: 9 Pages: 130-135
  • DOI: 10.1159/000380842
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Clear cell sarcoma of the kidney distinguished from synovial sarcoma of the kidney by genetic analysis (2015)
  • Author(s): Hirose M, Mizuno K, Kamisawa H, Nishio H, Moritoki Y, Kohri K, Hayashi Y
  • Journal Title: BMC Research Notes Volume: 8 Pages: 129-133
  • DOI: 10.1186/s13104-015-1100-5
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Proinflammatory and metabolic changes facilitate renal crystal deposition in an obese mouse model of metabolic syndrome (2015)
  • Author(s): Taguchi K, Okada A, Hamamoto S, Iwatsuki S, Naiki T, Ando R, Mizuno K, Tozawa K, Kohri K, Yasui T
  • Journal Title: The Journal of Urology Volume: 194 Pages: 1787-1796
  • DOI: 10.1016/j.juro.2015.07.083
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] First case report of staghorn calculi successfully removed by mini-endoscopic combined intrarenal surgery in a 2-year-old boy (2015)
  • Author(s): Taguchi K, Hamamoto S, Okada A, Mizuno K, Tozawa K, Hayashi Y, Kohri K, Yasui T
  • Journal Title: International Journal of Urology Volume: 22 Pages: 978-980
  • DOI: 10.1111/iju.12860
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Laparoscopic modified bypass pyeloplasty: a simple procedure for straightforward ureteral spatulation and intracorporeal suturing (2015)
  • Author(s): Haga N, Sato Y, Ogawa S, Yabe M, Akaihata H, Hata J, Ishibashi K, Mizuno K, Hayashi Y, Kojima Y
  • Journal Title: International Urology and Nephrology Volume: 47 Pages: 1933-1938
  • DOI: 10.1007/s11255-015-1123-9
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Elucidation of regulatory mechanisms during differentiation of spermatogonial stem cell via androgen action (2015)
  • Author(s): Mizuno K, Hayashi Y, Kamisawa H, Moritoki Y, Nishio H, Kurokawa S, Nakane A, Maruyama T, Yasui T
  • Organizer: 26th European Society of Pediatric Urology Congress
  • Place of Presentation: プラハ市（チェコ共和国）
  • Year and Date: 2015-10-14 – 2015-10-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Feasibility of laparoscopic orchiopexy for intracanalicular testes in comparative study of surgical outcome with open transinguinal orchiopexy (2015)
  • Author(s): Mizuno K, Hayashi Y, Kamisawa H, Moritoki Y, Nishio H, Kurokawa S, Nakane A, Maruyama T, Yasui T
  • Organizer: 26th European Society of Pediatric Urology Congress
  • Place of Presentation: プラハ市（チェコ共和国）
  • Year and Date: 2015-10-14 – 2015-10-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 停留精巣が男性不妊症に至る機序とは～閉塞性無精子症患者の精巣検体を用いた研究～ (2015)
  • Author(s): 神沢 英幸、水野 健太郎、西尾 英紀、守時 良演、岩月 正一郎、黒川 覚史、梅本 幸裕、佐々木 昌一、林 祐太郎、安井 孝周
  • Organizer: 第34回日本アンドロロジー学会学術大会
  • Place of Presentation: 福岡大学病院（福岡県福岡市）
  • Year and Date: 2015-06-26 – 2015-06-27
• [Presentation] ヒストンタンパク脱メチル酵素KDM5Aによるヒト停留精巣での造精機能障害機序の解明 (2015)
  • Author(s): 西尾 英紀、水野 健太郎、神沢 英幸、守時 良演、最上 徹、岩月 正一郎、梅本 幸裕、佐々木 昌一、林 祐太郎、安井 孝周
  • Organizer: 第34回日本アンドロロジー学会学術大会
  • Place of Presentation: 福岡大学病院（福岡県福岡市）
  • Year and Date: 2015-06-26 – 2015-06-27
• [Presentation] ヒストンタンパク脱メチル化酵素KDM5Aのヒト造精機能障害への関与 (2015)
  • Author(s): 西尾 英紀、水野 健太郎、神沢 英幸、守時 良演、最上 徹、林 祐太郎、郡 健二郎
  • Organizer: 第103回日本泌尿器科学会総会
  • Place of Presentation: 石川県立音楽堂、ANAクラウンプラザホテル金沢 他（石川県金沢市）
  • Year and Date: 2015-04-18 – 2015-04-21