細胞成熟化と管腔誘導により生体内精子形成を再現する精巣オルガノイド培養系の開発

开发睾丸类器官培养系统，通过细胞成熟和管腔诱导再现体内精子发生

基本信息

批准号：
21H03068
负责人：
古目谷暢
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Yokohama City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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

项目摘要

不妊症の50～60%に関与する男性不妊の病態解明や治療法の開発をすすめるうえで、ヒトin vitro実験系の確立が重要である。特に細胞培養系によりiPS細胞を用いたin vitro精子形成が実現できれば研究推進が強く期待できる。その第一歩として申請者らはマウス組織培養系で生体内の精子形成環境を再現しin vitro精子形成を実現するとともに、この再現条件を細胞培養系に流用するだけでも僅かではあるが半数体を誘導できることを確認した。本研究では、細胞培養系の精子形成環境を組織培養系の水準まで高めるため、(1)分化細胞の成熟誘導遺伝子の解明と細胞培養下での成熟化、(2)細胞を管腔状に配列するマイクロ流体デバイスの開発と精細管誘導によって、組織を再構築する過程で精巣を構成する細胞の成熟度が低下し、精巣の構造が完全に失われてしまう細胞培養系の課題を解決する。(1) 分化細胞の成熟誘導遺伝子の解明と細胞培養下での細胞成熟化精巣を構成する細胞は、精子のもととなる生殖細胞と、精子形成をサポートするセルトリ細胞、ライディッヒ細胞、筋様細胞などの支持細胞からなる。支持細胞の中で精子形成において最も重要な働きをするセルトリ細胞を対象に、精子形成誘導が可能なセルトリ細胞で発現上昇している遺伝子群を同定した。また、減数分裂期まで精子形成が進展する2次元培養法を確立した。(2)細胞を管腔状に配列するマイクロ流体デバイスの開発と精細管構造の誘導自己組織化法を用いて、減数分裂期まで精子形成が進展する培養法を確立した。また、マイクロパターニング技術を用いて人為的に管腔構造を誘導する培養装置の試作に取り組んでいる。

建立人体体外实验系统对于阐明男性不育症的病理学很重要，男性不孕症的病理涉及不孕症的50-60％，以及开发治疗方法。特别是，如果可以通过细胞培养系统实现使用IPS细胞的体外精子发生，则可以强烈促进研究。第一步，申请人证实，可以使用小鼠组织培养系统在体外的体外精子发生环境中进行体外生理发生，并且即使使用这些再现条件来重用细胞培养系统，也可以诱导单倍体体。 In this study, in order to raise the spermatogenesis environment of the cell culture system to the level of the tissue culture system, we will solve the problems of cell culture systems in which (1) elucidation of the genes inducing maturation of differentiated cells and maturation under cell culture, and (2) development of microfluidic devices that arrange cells in a luminal shape and induction of seminiferous tubules, leading to the reduction in maturation of the cells这构成了组织重建过程中的睾丸，从而完全丧失了睾丸的结构。（1）阐明诱导分化细胞成熟的基因和构成细胞培养下成熟睾丸的细胞是由生殖细胞组成的，这些生殖细胞是精子的来源，以及支持精子发生的sertoli细胞，leidig细胞和肌脱炎细胞等支持细胞。我们确定了一组基因，这些基因在能够诱导精子发生的Sertoli细胞中升高，这是支持细胞中精子发生中最重要的作用。此外，已经建立了一种二维培养方法，在该方法中，精子发生直到减数分裂阶段。（2）我们建立了一种培养方法，其中通过开发微流体设备，将细胞以腔内形状排列细胞并使用精液管结构的自组装方法，在这种培养方法中，精子发生一直持续到减数分裂阶段。此外，我们正在使用使用微图案技术人为诱导管腔结构的原型培养设备。

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

THE INCUBATION OF ADULT TESTIS TISSUES BASED ON THE GAS-LIQUID INTERFACE METHOD MAINTAIN GERM CELL WITH TESTICULAR ARCHITECTURE

基于气液界面法的成年睾丸组织孵化维持生殖细胞与睾丸结构

DOI：
10.1016/j.fertnstert.2021.07.892
发表时间：
2021
期刊：
Fertility and Sterility
影响因子：
6.7
作者：
Komeya Mitsuru;Odaka Hisakazu;Matsumura Takafumi;Yamanaka Hiroyuki;Sato Takuya;Masumori Naoya;Ogawa Takehiko
通讯作者：
Ogawa Takehiko

P017 The maintenance of testicular architecture and germ cell in adult testis tissue under organ culture condition based on the gas-liquid interface method

P017 基于气液界面法的器官培养条件下成人睾丸组织睾丸结构和生殖细胞的维持