Study on the regulation of SPAM1-ARSA complexes associated with the reduction of polyspermy during in vitro fertilization of porcine oocytes

SPAM1-ARSA复合物与猪卵母细胞体外受精过程中多精受精减少相关的调控研究

• 批准号: 21K05894
• 负责人: 建本 秀樹
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: University of the Ryukyus
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05894/
• 关键词: ブタ体外受精; 透明帯; sulfatase; 多精子受精; 先体反応; ARSA; 脱硫酸化; エラグ酸; 抗ヒアルロニダーゼ活性; ヒアルロニダーゼ; 硫酸化糖鎖; 精子－透明帯間相互作用

前年度の研究により，IVF培地へ添加したエラグ酸は，その強い抗ヒアルロニダーゼ作用により透明帯へ結合した精子の先体反応誘起を阻害させる機序を介して，多精子受精を効果的に抑制することが明らかとなった。したがって，今年度は，精子のSPAM1-ARSA複合体のARSAに着目し，媒精前の卵子に5 mU/mL sulfatase処理を施すことで，ARSAと卵透明帯の硫酸化糖鎖との結合を阻害し，効果的な多精子受精の抑制が可能か否かを検討した。IVF後の受精パラメーターでは，10分間のsulfatase処理区で精子侵入率を低下させることなく多精子受精率が無処理区(52.1%)より有意に低下した(25.0%)。また，透明帯結合精子数がsulfatase処理で変化することは無かった。同様に，sulfatase処理を施した裸化卵の透明帯溶解に要する時間についても有意差は見られず，sulfataseによる多精子受精抑制効果は透明帯硬化によるものではないと判断された。次に，卵活性化に伴う透明帯構成糖タンパク質の変化について，sulfatase処理による相違があるか否かを調査した。その結果，経時的なプロテアーゼ消化試験では，両処理区ともに活性化処理直後から2.5時間までの間と比較し，3から4時間までの間に透明帯溶解に要する時間の有意な増加が認められた。同様に，ビオチン化標識ZP1 + ZP2バンドの検出強度にも両処理間に有意差はなく，それぞれ活性化処理3時間後に有意に減少した。すなわち，sulfataseの多精子受精抑制効果は，透明帯硬化や透明帯構成糖タンパク質の異常な変化によるものではないと確認された。以上の結果から，ブタIVF時のsulfataseを用いた多精子受精抑制法としては，媒精前の裸化卵に対しての10分間のsulfatase処理が最も効果的であると考えられた。

In the previous year's study, IVF culture medium was added to inhibit the development of sperm in vitro, and the mechanism of inhibition of sperm precursor induction in vitro was investigated. This year, ARSA of SPAM1-ARSA complex in sperm was observed, and 5 mU/mL sulfatase treatment of eggs before fertilization was used to inhibit ARSA binding to sulfated glycans in the egg transparency zone, and to investigate whether inhibition of polyspermia in young children was possible. After IVF fertilization, sperm invasion rate decreased in 10-minute sulfatase-treated area, polyspermic fertilization rate decreased in non-treated area (52.1%) and decreased intentionally (25.0%). The number of sperm bound to the transparent band is reduced by sulfatase treatment. In the same way, sulfatase treatment is applied to the naked egg and the transparent zone lysis is required to determine the time required for the treatment. Secondly, egg activation is accompanied by transparent zone formation of sugar, and sulfatase treatment is investigated. As a result, the time required for digestion was significantly increased in the treatment area after activation treatment for 2.5 hours, 3 hours and 4 hours respectively. In the same way, the detection intensity of ZP1 + ZP2 is intentionally different between treatments, and the activation treatment is intentionally reduced after 3 times. The effect of sulfatase on polyspermia is confirmed by the hardening of the transparent zone and the abnormal transformation of the transparent zone. The results showed that sulfatase treatment during IVF was the most effective method for inhibiting polysperm fertilization.

项目成果

沖縄在来豚アグー精子凍結時におけるL-カルニチンとアスコルビン酸誘導体との同時処理による融解後の精子性状への改善効果

左旋肉碱和抗坏血酸衍生物同时处理对冲绳本地猪Agu精子冷冻解冻后精子特性的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Tatemoto Hideki;Osokoshi Naoto;Hirai Moe;Masuda Yusuke;Konno Toshihiro;Yamanaka Kenichi;増田裕翼，平井 萌，伊敷優希，建本秀樹
• 通讯作者: 増田裕翼，平井 萌，伊敷優希，建本秀樹

Addition of l-carnitine to the freezing extender improves post-thaw sperm quality of Okinawan native Agu pig

在冷冻稀释剂中添加左旋肉碱可改善冲绳本土阿古猪解冻后的精子质量

• DOI: 10.1016/j.theriogenology.2021.12.030
• 发表时间: 2022
• 期刊: Theriogenology
• 影响因子: 2.8
• 作者: Tatemoto Hideki;Osokoshi Naoto;Hirai Moe;Masuda Yusuke;Konno Toshihiro;Yamanaka Kenichi
• 通讯作者: Yamanaka Kenichi