How hydrogen peroxide regulate fertilization?: The elucidation of the target protein of hydrogen peroxide during fertilization.

过氧化氢如何调节受精？：受精过程中过氧化氢靶蛋白的阐明。

• 批准号: 21K09378
• 负责人: 竹井 元
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Dokkyo Medical University
• 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 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K09378/
• 关键词: 精子; 受精能獲得; 活性酸素種; 受精; 過酸化水素; チオール基

卵と受精するために必須なプロセスである受精能獲得中に、哺乳類精子は自発的に活性酸素種を産生する。マウスを用いた我々の先行研究より、受精に過酸化水素が必要であることが強く示唆された。しかし、過酸化水素がどの様な分子メカニズムで受精を制御するのかは不明である。そこで本研究計画では、過酸化水素がどの様に受精を制御するのかを明らかにするために、受精能獲得時に過酸化水素により修飾される分子を網羅的に解析し、受精能獲得・受精を制御する過酸化水素の標的分子を同定することを目的とし研究を行っている。具体的には１．過酸化水素が受精能獲得のどのプロセスに必要なのかを明らかにする。２．過酸化水素により修飾を受けるタンパク質を、チオール基に結合する蛍光色素であるMonobromobimane (mBBr)を用いて網羅的に解析する。３．過酸化水により修飾を受けるタンパク質の機能解析を行う。の3点について検討を行っている。今年度は過酸化水素が精子と卵の膜融合に必要かどうかを調べるため、透明帯を除去した卵を用いた体外受精を試みたが、実験系の確立には至らなかった。ところで、予備研究によりマウス精子が活性酸素種を産生する酵素が明らかになった。さらに、その酵素を強力に阻害する阻害剤も発見した。そこで次年度の研究では、この阻害剤が受精能獲得に与える影響を明らかにし、また精子/卵タンパク質のチオール基の修飾へ与える影響を明らかにしていくことを検討している。さらにカタラーゼを作用させた際の精子/卵タンパク質のチオール基の修飾との共通点や相違点を明らかにすることで、真に受精に必要な、過酸化水素による受精能獲得制御機構を明らかにしていく。

Fertilization of eggs is essential for the production of active acid species in mammals It is necessary to study and fertilize the acid in advance. The molecular structure of hyperacidified water is unknown. This research project aims to identify the target molecules of peracidified water in the process of fertilization control. Specific conditions 1. Peracidified water can be fertilized to obtain the necessary information. 2. The analysis of monochromobimane (mBBr) in aqueous medium 3. The function analysis of acidified water is carried out. 3:00 PM This year, the sperm and egg membrane fusion is necessary, and the transparent membrane is removed. Therefore, it has become clear from the research that sperm can produce enzymes that produce active acid species. The enzyme is strongly inhibited by the enzyme. This year's study shows that sperm/egg quality is affected by fertility and fertility. The sperm/egg matrix modification at the time of fertilization is necessary for fertilization and the control mechanism for fertilization can be clearly defined.

项目成果

Regulation of sperm hyperactivation by transporters involved in Na⁺ homeostasis

参与 Na 稳态的转运蛋白对精子过度激活的调节

• DOI: 10.1254/fpj.21110
• 发表时间: 2022
• 期刊: Folia Pharmacologica Japonica
• 作者: ICHIHASI A;INAMOTO T;UCHIMOTO T;NAKAMURA K;KOMURA K;YANO Y;NISHIMURA K;KINOSHITA S;NISHIO K;FUKUSHIMA T;NAKAMORI K;MATSUNAGA T;TSUTSUMI T;TSUJINO T;UEHARA H;TAKAHARA K;YAMAMOTO K;KATO R;IJIRI Y;HAYASHI T;AZUMA H.;L. Takei Gen
• 通讯作者: L. Takei Gen

Na+/Ca2+ Exchanger 1によるハムスター精子の超活性化調節

Na+/Ca2+ 交换器 1 对仓鼠精子过度激活的调节

• 发表时间: 2022
• 作者: 竹井 元，小椋 悠平，氏原 嘉洋;外山 史;林 啓太朗;藤田 朋恵
• 通讯作者: 藤田 朋恵

Na+/Ca2+ exchanger type 1 functions as a “brake” of hyperactivation in hamster sperm.

Na+/Ca2+ 交换器 1 型充当仓鼠精子过度激活的“制动器”。

• 发表时间: 2022
• 作者: 竹井 元，小椋 悠平，氏原 嘉洋;外山 史;林 啓太朗;藤田 朋恵
• 通讯作者: 藤田 朋恵

ハムスター精子は機能的な NCX1 を保持する。

仓鼠精子保留有功能的 NCX1。

• 发表时间: 2022
• 作者: 竹井 元，小椋 悠平，氏原 嘉洋;外山 史;林 啓太朗;藤田 朋恵
• 通讯作者: 藤田 朋恵

Activation of cAMP‐dependent phosphorylation pathways is independent of ROS production during mouse sperm capacitation

• DOI: 10.1002/mrd.23524
• 发表时间: 2021-07
• 期刊: Molecular Reproduction and Development
• 影响因子: 2.5
• 作者: Gen L. Takei;Darya A. Tourzani;Bidur Paudel;P. Visconti