精子形成支持能を有する機能的精巣オルガノイドによる体外精子形成誘導法の開発

使用能够支持精子发生的功能性睾丸类器官开发体外精子发生诱导方法

基本信息

批准号：
20H03437
负责人：
佐藤卓也
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：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

精子形成過程には、精子幹細胞から精子完成へと向かうまで様々な分化段階が存在し、その過程ですべての生殖細胞はセルトリ細胞に接しながら、そのサポートを受けている。精巣は、精細管と呼ばれる管状構造の組織を主体とした臓器で、精子形成はその精細管内部で行われる。精細管を構成する主要な体細胞はセルトリ細胞であり、そのサポートを受けながら精子形成過程は進行する。本研究は、精子形成の場である精細管をde novoに創り出すことを目的とする。そのための重要なステップとして、精細管の主要構成細胞であるセルトリ細胞を多能性幹細胞から分化誘導する方法の確立をする。これまでの実験によって、種々の成長因子と転写因子の過剰発現によって、マウスES細胞からセルトリ細胞を低効率ながら誘導できることが分かっている。さらなるセルトリ細胞の誘導効率と精度を高める転写因子のセットを特定するための、スクリーニング実験を実施した。Tet-Onシステム誘導型の転写因子発現レンチウイルスプールをAmh-GFP ES細胞に感染させ後、分化誘導を行いDoxによって遺伝子発現誘導を行った。GFPを発現する細胞をセルソーターでソーティングした。そして、それらの細胞に導入された転写因子を次世代シーケンサーで解析し特定することで、セルトリ細胞の分化誘導に寄与した転写因子群を特定した。その結果、１０個の候補遺伝子を特定できた。また、誘導セルトリ細胞の機能アッセイ法としてTRECK法と器官培養法を用いたin vitroセルトリ細胞置換法を開発し、有用性を検討した。その結果、移植したセルトリ細胞による内在性セルトリ細胞の置換とその後の精子形成誘導を確認することができた。また、マウス精巣をラットセルトリ細胞で置換できることも確認した。以上の結果から本実験系は誘導されたセルトリ細胞の精子形成支持能を評価する上で有用な手法を提供すると期待される。

精子形成过程中有各种分化阶段，从精子干细胞到精子的完成，在接触Sertoli细胞时都支持所有生殖细胞。睾丸是主要由具有肾小管结构的组织组成的器官，称为生精小管，精子发生发生在精子小管中。 Sertoli细胞是构成生精小管的主要体细胞，而精子发生过程随着支持而进行。这项研究旨在创建一个从头开始，即精子形成部位。为了实现这一目标的重要一步，一种诱导Sertoli细胞分化的方法是通过多能干细胞建立了生精管的主要成分细胞。先前的实验表明，各种生长和转录因子的过表达可能导致小鼠ES细胞对Sertoli细胞的效率低。进行了筛选实验，以确定一组转录因子，以提高Sertoli细胞的诱导效率和准确性。在感染AMH-GFP ES细胞中，具有表达Tet-On系统诱导的转录因子的转录因子池库后，诱导了分化并通过DOX诱导基因表达。通过细胞分类器对表达GFP的细胞分类。然后，通过使用下一代序列器来分析并鉴定引入这些细胞中的转录因子，以识别有助于诱导Sertoli细胞分化的转录因子组。结果，确定了10个候选基因。此外，我们使用treck和器官培养方法作为诱导的Sertoli细胞的功能分析开发了一种体外Sertoli细胞替代方法，并检查了其有用性。结果，可以通过移植的Sertoli细胞和随后诱导精子发生来确认内源性Sertoli细胞的替代。还可以证实，小鼠睾丸可以用大鼠Sertoli细胞代替。基于上述结果，预计该实验系统将为评估诱导的Sertoli细胞支持精子发生的能力提供有用的方法。

项目成果

期刊论文数量（7）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Antioxidant vitamins and lysophospholipids are critical for inducing mouse spermatogenesis under organ culture conditions

DOI：
10.1096/fj.202000245r
发表时间：
2020-05-31
期刊：
FASEB JOURNAL
影响因子：
4.8
作者：
Sanjo, Hiroyuki;Yao, Tatsuma;Ogawa, Takehiko
通讯作者：
Ogawa, Takehiko

The Tissue-Sparing Effect of Spatially Fractionated X-rays for Maintaining Spermatogenesis: A Radiobiological Approach for the Preservation of Male Fertility after Radiotherapy

空间分割 X 射线维持精子发生的组织保护作用：放疗后保留男性生育能力的放射生物学方法

DOI：
10.3390/jcm9041089
发表时间：
2020
期刊：
Journal of Clinical Medicine
影响因子：
3.9
作者：
Fukunaga Hisanori;Kaminaga Kiichi;Sato Takuya;Watanabe Ritsuko;Ogawa Takehiko;Yokoya Akinari;Prise Kevin M.
通讯作者：
Prise Kevin M.

Queen's University Belfast(英国)

贝尔法斯特女王大学（英国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Spatially Fractionated Microbeam Analysis of Tissue-sparing Effect for Spermatogenesis

精子发生组织保留效应的空间分段微束分析

DOI：
10.1667/rade-19-00018.1
发表时间：
2020
期刊：
Radiation Research
影响因子：
3.4
作者：
Fukunaga Hisanori;Kaminaga Kiichi;Sato Takuya;Butterworth Karl T.;Watanabe Ritsuko;Usami Noriko;Ogawa Takehiko;Yokoya Akinari;Prise Kevin M.
通讯作者：
Prise Kevin M.