哺乳動物卵受精における精子・卵結合の経膜的情報伝達機序

哺乳动物卵子受精精卵结合的跨膜信息传递机制

• 批准号: 01640512
• 负责人: 宮崎 俊一
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Tokyo Women's Medical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1989
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1989 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-01640512/
• 关键词: 哺乳動物卵; 受精; 細胞内情報伝達; 細胞内カルシウムイオン遊離; イノシト-ル3リン酸; GTP結合蛋白; プロティンキナ-ゼC; セロトニン

ゴ-ルデンハムスタ-の体外受精系を用いて、哺乳動物卵受精時の精子・卵結合から卵賦活の引き金になる細胞内カルシウムイオン(Ca^<2+>)の増加に至る信号伝達機序に関する生理学的研究を行った。精子の結合は、卵細胞膜のGTP結合蛋白(G蛋白)の活性化→イノシト-ルリン脂質の分解→イノシト-ル3リン(酸(IP_3)の産生→IP_3による細胞内Ca^<2+>ストアからのCa^<2+>遊離、という情報伝達系でCa^<2+>増加をもたらすことを示唆する結果を既に報告したが、今回さらに知見を広げた。1)IP_3をマイクロピペットから電流パルスで未受精卵内に微量注入すると、all-or-none的にCa^<2+>遊離を誘発することが、膜電位変化及び、予め卵内に注入したCa選択性試料fura 2の蛍光の増加(購入した紫外線照射装置を使用)をテレビ画面でとらえて確認した。IP_3によるCa^<2+>遊離はヘパリンによって抑制され、このヘパリンは受精時のCa^<2+>増加を抑制した。IP_4は有意の効果を示さなかった。2)IP_3とともに産生されるジアシルグリセロ-ル(DAG)とそれによって活性化されるプロティンキナ-ゼC(PKC)は、G蛋白を介するCa^<2+>遊離反応に対してnegative feedbackとして抑制的に作用することを明らかにした。即ち、GTPの水解耐性アナログであるGTPγSを未受精卵内に注入してG蛋白を活性化した際におこるCa^<2+>増加反応に対して、PKCのアクティベ-タ-であるフォルボ-ルエステル及び合成DAGは抑制作用を示し、逆にPKCのインヒビタ-であるスフィンゴシンは増強作用を示した。3)細胞膜の受容体に結合し、G蛋白の活性化を介してCa^<2+>遊離反応を誘発する細胞外因子を探索した。成長因子(EGF,PDGF等)その他の活性物質のうち、セロトニン(5-HT)がこの作用を示した。G蛋白の活性化につき、細胞外からの5-HTと細胞内GTPとの協調作用を明らかにし、また、PKCを介するフィ-ドバック抑制が、細胞外因子に対する脱感作の原因の一つであることを明らかにした。

The study of physiology related to the increase of intracellular cell cycle (Ca^<2+>) and signal transduction mechanism during sperm/egg combination and egg activation during mammalian egg fertilization was carried out. Sperm binding, activation of GTP binding protein (G protein) in egg cell membrane, decomposition of lipid, production of IP3, intracellular Ca <2 +> free, middle and late information transfer system Ca <2 +> increase, and the results are reported. 1)IP_3 is injected into the unfertilized egg in micro-amounts, all-or-none is injected into the unfertilized egg in micro-amounts, and the membrane potential is changed and the Ca selective sample fura 2 is injected into the egg in micro-amounts. IP_3 can inhibit Ca^<2+> free radicals, and Ca^<2+> free radicals can inhibit Ca^<2+> increase during fertilization. IP_4 is intended to be used as an indicator. 2)IP_3 and protein production are the main factors affecting the activation of protein C(PKC) and protein G. That is, GTP hydrolysis tolerance is reduced when GTPγS is injected into the unfertilized egg, and Ca <2+> is increased when PKC hydrolysis tolerance is reduced. 3)To explore extracellular factors that mediate binding to receptors and activation of G proteins and Ca2 +-induced free reactions. Growth factors (EGF,PDGF, etc.) and other active substances, such as 5-HT, have been shown to play a role. G protein activation, extracellular 5-HT, intracellular GTP coordination, PKC mediated 5-HT inhibition, extracellular factors related to desensitization.

项目成果

K.Swann;Y.Igusa;S.Miyazaki: "Evidence for an inhibitory effect of protein kinase C on G-protein mediated repetitive calcium transients in hamster eggs." EMBO Journal. 8. 3711-3718 (1989)

K.Swann;Y.Igusa;S.Miyazaki：“蛋白激酶 C 对仓鼠卵中 G 蛋白介导的重复钙瞬变的抑制作用的证据。”

S.Miyazaki(分担執筆)(Signal transduction of sperm-egg interaction causing periodic calcium transients in hamster eggs): "Mechanisms of Egg Activation edited by R.Nuccitelli,G.N.Chern and W.H.Clark Jr." Plenum Press, 290 (1989)

S. Miyazaki（贡献者）（精卵相互作用的信号转导导致仓鼠卵中周期性钙瞬变）：“卵子激活机制，由 R. Nuccitelli、G. N. Chern 和 W. H. Clark Jr. 编辑，290 (1989)”

S.Miyazaki;Y.Katayama;K.Swann: "Synergistic activation by serotonin and GTP analogue and inhibition by phorbol ester of cyclic Ca^<2+> rises in hamster eggs." Journal of Physiology(London). (1990)

S.Miyazaki;Y.Katayama;K.Swann：“血清素和 GTP 类似物的协同激活作用以及佛波酯对仓鼠卵中环状 Ca^2 升高的抑制作用。”

S.Miyazaki: "Calcium wave in activating hamster eggs." Biological Bulliten. 176. 21-24 (1989)

S.Miyazaki：“钙波激活仓鼠卵。”

S.Miyazaki,K.Swann,Y.Katayama,Y.Igusa: "Negative feedback inhibition by protein kinase C on G-protein-mediated repetitive calcium transients in hamster eggs." Japanese Journal of Physiology. 39. S33 (1989)

S.Miyazaki、K.Swann、Y.Katayama、Y.Igusa：“蛋白激酶 C 对仓鼠卵中 G 蛋白介导的重复钙瞬变的负反馈抑制。”