遺伝子改変動物を用いた精子成熟メカニズムの解明

利用转基因动物阐明精子成熟机制

• 批准号: 19J00865
• 负责人: 櫻井 伸行
• 金额: $ 3.08万
• 依托单位: National Cardiovascular Center Research Institute
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J00865/
• 关键词: 精子成熟; 精巣上体; マウス

畜産分野において、牛の受胎率低下は生産コストの増大をもたらし、それが生産者および消費者の負担へと繋がっていく。受胎率低下の一因として考えられているのが雄の生殖能力の低下である。精巣で作られた精子は、精巣に隣接する管状の組織「精巣上体」を通過する過程で受精能力を獲得する（精子成熟）。本研究では、畜産物の生産性向上に資する知見の収集を目的に、CRISPR/Cas9システムを利用して、精子成熟のメカニズムへの関与が疑われる候補遺伝子の遺伝子欠損（KO）マウスを作製、解析することで、精子成熟を制御する分子メカニズムの解明を目指した。これまでに、雄の妊孕性に異常が認められるKOマウスを３系統得ている。解析中の系統のうち１系統において、標的の遺伝子領域の近傍にファミリー遺伝子が存在しているが、令和３年度は、この遺伝子を単独でKOしたマウスと、ファミリー遺伝子群と共に同遺伝子をKOしたマウスの計２系統を新たに作製し、解析を進めた。新たな遺伝子単独でKOした雄マウスについては、妊孕性に異常は認められなかったものの、ファミリー遺伝子群と共にKOすることで、雄の妊孕性が著しく低下した。精子の形態や精巣上体の組織に異常は認められず、また、体外受精においても対照区と同等の受精率を示した。令和２年度までに作製し、解析を進めていた３系統については、精子が子宮卵管結合部を通過できなくなったことが原因で、妊孕性が低下したことが明らかになったが、宮卵管結合部の通過には精子膜上のタンパク質、ADAM3が重要な役割を担うことが知られている。本研究で解析している４系統について、ADAM3発現量を調べたところ、いずれの系統においても発現量の低下が認められた。以上の結果から、本研究で同定した遺伝子群は、精巣上体において、ADAM3修飾の制御を介して精子成熟のメカニズムに関与していることが明らかになった。

Animal husbandry is divided into two parts, the fertility rate of cattle is low, the production cost is increased, and the burden of producers and consumers is reduced. The low fertility rate is due to the low fertility of males. Sperm maturation is a process whereby sperm is fertilized by a tubular tissue adjacent to the sperm. This study aimed to collect information on the productivity of animal products, explore the utilization of CRISPR/Cas9 gene system, the relationship between sperm maturation and gene loss (KO) of candidate genes, and to clarify the molecular mechanism of sperm maturation. The male and female pregnancy abnormalities are recognized by the KO system. Analysis of the system in the first system, the target of the transmission sub-field near the transmission sub-field of the existence of the first, second and third year, the transmission sub-group of the first, second and third year, the transmission sub-group of the same transmission sub-system of the second system in the new operation, analysis and progress. The male pregnancy is abnormal, and the female pregnancy is abnormal. Sperm morphology, sperm morphology, and tissue abnormalities were identified in vitro fertilization. In the second year of the year, the system was controlled, analyzed, and the sperm was passed through the uterine tube junction. The reason was that the pregnancy was low. The sperm membrane was on the sperm membrane. The ADAM3 was important. In this study, we analyzed the differences between ADAM3 emission and ADAM 4 emission. The results of this study were similar to those of the previous study, which showed that ADAM3 modification was associated with sperm maturation.

项目成果

精巣上体特異的に発現する遺伝子の欠損は雄の妊孕性を低下させる

删除附睾中特异表达的基因会降低男性生育能力

• 发表时间: 2019
• 作者: 櫻井 伸行;藤原 祥高;伊川 正人
• 通讯作者: 伊川 正人

Nine genes abundantly expressed in the epididymis are not essential for male fecundity in mice

• DOI: 10.1111/andr.12621
• 发表时间: 2019-09-01
• 期刊: ANDROLOGY
• 影响因子: 4.5
• 作者: Noda, T.;Sakurai, N.;Ikawa, M.
• 通讯作者: Ikawa, M.