空間情報と1細胞解析の統合による魚類生殖腺の性的可塑性を制御する分子機構の解明

整合空间信息和单细胞分析阐明控制鱼类性腺性可塑性的分子机制

• 批准号: 22H00386
• 负责人: 太田 耕平
• 金额: $ 27.21万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H00386/
• 关键词: 魚類生殖腺; 性的可塑性; １細胞解析; 空間的遺伝子発現解析; 性転換; 魚類; 生殖幹細胞; シングルセル解析

これまでの研究により、生殖腺の転換の際に速やかに未分化体細胞の分化が起こり、それに続いて起こる生殖幹細胞との相互作用によって卵形成と精子形成が切り換わると予想される。まさしく、この“切り換え(スウィッチ)”の仕組みこそが、成体生殖腺の性的可塑性の中核機構であると考えられる。そこで、本研究では新たに開発された空間的遺伝子発現解析を性転換モデルに導入し、シングルセルレベルでの各種解析と統合する。令和4年度は高深度の空間的遺伝子発現解析のために、PIC(Photo-Isolation Chemistry)法に基づく解析法を構築した。特定の領域に光照射し、局所的な遺伝子発現を解析するためのデジタルミラーデバイス（Polygon1000-G）を装着した顕微鏡システムを整備した。さらに、組織切片(凍結及びパラフィン)を作成し、幹細胞マーカー(Oct4等)の抗体染色を利用した蛍光染色法により、組織上の生殖幹細胞の局在と周囲の細胞を含めた組織形態を明らかにした。また、1細胞や小細胞集団で発現する遺伝子を解析するためのライブラリ作成にも成功しており、空間的遺伝子発現解析を進めているところである。一方、雌雄異体の海産モデル魚であるカタクチイワシについても雌雄の生殖腺におけるOct4の発現局在を解析すると共に、小型モデル魚のメダカにおいても性ステロイドホルモン受容体（アンドロゲン受容体とエストロゲン受容体）のノックアウト系統などを用いて、アンドロゲン受容体（arb）がオスにおける二次性徴の発現に、エストロゲン受容体（erb2）が生殖細胞の性差にそれぞれ関与していることを明らかにした。

This research is aimed at the development of gonads, the differentiation of undifferentiated somatic cells, the interaction of germ stem cells, egg formation and sperm formation. A study of the plasticity of adult gonads in nuclear organs. In this study, we have developed a new method for analyzing and integrating the spatial evolution of genetic proteins. In order to construct the basic analytical method of PIC(Photo-Isolation Chemistry) method for the analysis of high-depth spatial emission in 2002 and 2004 The light irradiation of a specific area, the analysis of the emission of light from the site, and the installation of a microscope (Polygon1000-G) Tissue sections (frozen and unfrozen) were prepared and stem cells (Oct4) were stained with antibodies. The analysis of gene expression in 1 cell and small cell groups was successfully carried out. The analysis of gene expression in space was carried out. Single, female, male, female, female, male, female, female, The secondary characteristics of the erb2 receptor are related to the sex difference between germ cells.

项目成果

Southwest University(中国)

西南大学（中国）

九州大学農学研究院海洋生物学分野HP

九州大学农学部海洋生物学系HP

Oct4 and sexual plasticity in fish gonad

Oct4 与鱼类性腺的性可塑性

• 发表时间: 2022
• 作者: Tapas Chakraborty;Sipra Mohapatra;Kohei Ohta;Michiya Matsuyama;Yoshitaka Nagahama
• 通讯作者: Yoshitaka Nagahama

Involvement of the pituitary gland in social-environment-dependent sex change

垂体参与社会环境依赖性性别改变

• 发表时间: 2022
• 作者: Yume Yamamoto;Shoma Hanai;Tapas Chakraborty;Astushi Toyoda;Takehiko Itoh;Michiya Matsuyama;Yoshitaka Nagahama;Kohei Ohta
• 通讯作者: Kohei Ohta

海産魚における生殖幹細胞の長期培養法

海鱼生殖干细胞长期培养方法

• 发表时间: 2022
• 作者: Subhankar Bera;Kohki Shimizu;Keisuke Tanaka;Shunsuke Yajima;Katsushi Yamaguchi;Shuji Shigenobu;Koh Aoki;水村航大，Chakraborty Tapas，八尋逸清，太田耕平，長濱嘉孝，松山倫也
• 通讯作者: 水村航大，Chakraborty Tapas，八尋逸清，太田耕平，長濱嘉孝，松山倫也