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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03068/
• 关键词: 精子形成; 男性不妊; オルガノイド; マイクロ流体; オミックス解析; 細胞培養; マイクロ流体デバイス

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。

50~60% of pregnancy is related to male infertility, and it is important to establish a treatment system for it. Special cell culture lines are used in vitro sperm formation. The first step is to confirm the reproduction of the environment for sperm formation in vitro in the tissue culture system. In this study, the spermatogenesis environment of cell culture line and the level of tissue culture line were high,(1) the maturation induction gene of differentiated cells and the maturation in cell culture,(2) the maturation of cells in luminal arrangement, fluid development, capillary induction, tissue reconstruction and sperm formation were low, The problem of cell culture system is solved. (1)The maturation induction gene of differentiated cells and the formation of mature sperm cells in cell culture include germ cells, sperm cells, sperm cells, sertoli cells, etc. Spermatogenesis in Sertoli cells is the most important factor in sperm formation. Spermatogenesis induction is possible because sperm cells are raised in the same way. The two-dimensional culture method was established for the development of spermatogenesis during meiosis. (2)The development of cell lumen alignment, the induction of fine tube structure, and the establishment of culture methods for the development of meiosis The use of artificial lumen structure in culture apparatus

项目成果

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

• DOI: 10.1093/humrep/deab130.016
• 发表时间: 2021
• 期刊: Human Reproduction
• 影响因子: 6.1
• 作者: Komeya M;Odaka H;Matsumura T;Yamanaka H;Sato T;Yao M;Masumori N;Ogawa T
• 通讯作者: Ogawa T