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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H03437/
• 关键词: 体外精子形成誘導; 精子形成; セルトリ細胞; 多能性幹細胞; オルガノイド; in vitro; 器官培養; Treck

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。

Spermatogenesis is a process in which sperm stem cells are transferred from one stage to another, and germ cells are transferred from one stage to another. Spermatozoa are formed in the inner part of the fine tubes. The fine tubule constitutes the main somatic cell, and the sperm formation process proceeds. This study aims to explore the field of sperm formation. Establishment of a method for inducing differentiation of pluripotent stem cells, which are the main components of fine tubule The expression of growth factors and transcription factors in ES cells is very low. The induction efficiency of the cells is high, and the specific factors of the cells are high. Tet-on-system inducible gene expression is induced in Amh-GFP ES cells after infection and differentiation. GFP is a very good cell. In addition, the gene expression system of the cells was analyzed and the gene expression system of the cells was determined. The results, 10 candidates, are specific. To explore the usefulness of the TRCK method and the organ culture method in vitro cell replacement The results of transplantation and the induction of sperm formation after transplantation are confirmed. It's a good idea. The above results are expected to provide useful methods for evaluating the sperm formation support capabilities of induced human cells.

项目成果

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.

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.

Queen's University Belfast(英国)

贝尔法斯特女王大学（英国）