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初期分化段階の生殖細胞の環境依存的な副腎皮質ホルモン分泌機能とその作用機序の解明

阐明早期分化阶段生殖细胞环境依赖性肾上腺皮质激素分泌功能及其作用机制

基本信息

批准号：
20J12113
负责人：
山田一輝
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J12113/
关键词：
排卵副腎皮質ホルモンステロイドホルモンメダカ

项目摘要

ストレス環境下でも生殖細胞の増殖や分化を適切に制御することは生殖機能を維持する上で極めて重要である。これまでの研究から、ストレス関連因子である副腎皮質ホルモン合成関連酵素cyp21a2およびhsd11b2が初期分化段階の生殖細胞において飢餓環境依存的に発現していることがわかった。交配実験などの申請者が行なったこれまでの変異体解析の結果から、驚くべきことに、メダカにおいて副腎皮質ホルモン合成関連酵素cyp21a2を欠損させるとメス成魚において排卵に障害が生じることが明らかになった。この現象の原因とメカニズムを突き止めることを2021年度の目的とした。野生型および変異体卵巣から単離した卵胞を用いてin vitroで排卵実験を行うと、変異体卵胞において排卵が起きないことが再現された。この実験後の卵胞における排卵関連遺伝子の発現をqRT-PCRを用いて調べると、mmp15, pai1といった排卵関連遺伝子の発現に異常な変動が認められた。また、野生型および変異体卵巣から大・中・小のサイズ別に卵胞・卵母細胞を単離し、それぞれに含まれるステロイド量をMSを用いて測定した。その結果、CYP21A2の基質の前駆物質である11b-OH-プロゲステロンが野生型の初期卵母細胞に蓄積していることがわかった。前年度に行った野生型および変異体メダカの全身を利用したMS解析の結果と合わせて考えると、この結果はCYP21A2が関わる反応の材料である基質やその前駆体が初期卵母細胞に蓄積することを示唆している。また、CYP21A2を欠失した卵母細胞では反応が起こらず、さらに蓄積し量が増えることもわかった。これらの結果から、初期卵母細胞においてCYP21A2がかかわる反応が起きていること、そこからその代謝産物が放出されている可能性が示唆された。

The reproduction and differentiation of germ cells are controlled properly under different conditions, and the maintenance of reproductive function is extremely important. These results suggest that the expression of cyp21a2 and hsd11b2, which are related to the synthesis of genes in the adrenal cortex, is the key to the development of starvation-dependent genes in germ cells at the initial differentiation stage. The results of the analysis of the different allogeneic genes in the mating process were as follows: 1. The synthesis of cyp21a2 in the adrenal cortex was deficient, and 2. The ovulation was inhibited. The reasons for this phenomenon are as follows: The wild-type egg is isolated from the egg in vitro, and the allogeneic egg is reproduced in vitro. The expression of ovulation-related genes was detected by qRT-PCR and the abnormal expression of ovulation-related genes was detected by qRT-PCR. In addition, the oocytes and oocytes of wild-type and allogeneic eggs, including large, medium and small eggs, were isolated and the amount of oocytes contained in each egg was determined by MS. As a result, CYP21A2 matrix precursors are accumulated in wild-type early oocytes. The results of MS analysis of wild-type and allogeneic DNA in previous years were combined with those of CYP21A2-related DNA, and the accumulation of matrix and precursor in early oocytes was demonstrated. CYP21A2 is lost in oocytes, but the amount of CYP21A2 accumulated in oocytes increases. The results of this study indicate the possibility that CYP21A2 may be released from early oocytes.