遺伝子改変動物を用いた受精の分子メカニズムの解析

转基因动物受精的分子机制分析

• 批准号: 10J05452
• 负责人: 室 悠子
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J05452/
• 关键词: 受精; 精子; イメージング; in vivoイメージング; トランスジェニックマウス

近年の遺伝子改変技術をはじめとする分子生物学的解析方法の進歩により、受精が複雑かつ厳密にコントロールされていることが明らかになってきているが、生体内でどんな現象が起こっているかは未だ謎に包まれている。本研究では精子が子宮に射出された後、どのように輸卵管を上り、膨大部に達して卵と出会うのか、生体内における受精のイメージングを試みた。我々が過去に樹立した、先体にGFP、ミトコンドリアにRFPを発現する蛍光精子をもつトランスジェニックマウスを用いて、子宮や卵管壁を通しての精子の挙動の観察を行った。トランスジェニックマウスの雄と交配させた雌の15分後の子宮、輸卵管を顕微鏡下にてリアルタイムで観察したところ、精子は子宮-卵管接合部(UTJ)から卵管狭窄部(isthmus)にかけて局在していたが、活発な鞭毛運動は見られなかった。そこで、30秒毎のタイムラプスを撮影したところ、精子がUTJからisthmusの方向へ列を成して上っていく様子が観察できた。さらに交尾後2時間の輸卵管を観察すると、輸卵管の蠕動運動によって精子の集団が行ったり来たりを繰り返しながら膨大部の方向へ運ばれていく様子が見られた。過排卵処理を行い、雄と交配させた雌から採卵し受精率の推移を調べると、卵が受精し始めてから全ての卵が受精するまでには約6時間かかっており、生体内における受精はIVFなどのin vitroでの受精系で見られるような、卵に対して多数の精子が一度に達し、一度に完了するものではないことが予想された。実際に膨大部における精子の局在を観察したところ、受精が進行中の時間帯では、卵1つに対して精子は1匹のみで余分な精子は認められず、膨大部に到達した精子は卵と確実に受精しているであろうことがわかった。今回の受精のライブイメージングにより、雌性生殖路における精子の挙動の全体像が明らかになった。精子と輸卵管、または精子と卵の相互作用の分子メカニズムの解明の一助になると考えられる。

Recent の heritage 伝 child change - technology を は じ め と す る analytical method of molecular biology の into step に よ り, fertilization が 雑 か つ 厳 dense に コ ン ト ロ ー ル さ れ て い る こ と が Ming ら か に な っ て き て い る が, born in vivo で ど ん な phenomenon が up こ っ て い る か は not だ mystery に package ま れ て い る. This study で は が uterus に sperm injection さ れ た, ど の よ う に tubal を に り, expands on the department of し と て eggs will う の か, born in vivo に お け る fertilization の イ メ ー ジ ン グ を try み た. I 々 が past に set し た, first に GFP, ミ ト コ ン ド リ ア に RFP を 発 now す る 蛍 light sperm を も つ ト ラ ン ス ジ ェ ニ ッ ク マ ウ ス を with い て, uterine wall や eggs を tong し て の sperm の 挙 dynamic の 観 examine を line っ た. ト ラ ン ス ジ ェ ニ ッ ク マ ウ ス の males mate と さ せ た female の 15 points after の uterus, fallopian tubes, を 顕 micro microscopically に て リ ア ル タ イ ム で 観 examine し た と こ ろ pipe joints, sperm は uterus - eggs (UTJ) か ら eggs (isthmus) stenosis department に か け て bureau in し て い た が, live 発 な flagellar movement は see ら れ な か っ た. そ こ で, 30 seconds in their の タ イ ム ラ プ ス を pinch of shadow し た と こ ろ, sperm が UTJ か ら isthmus の direction へ column を into し て in っ て い く others child が 観 examine で き た. さ ら に 2 time after mating の tubal を 観 examine す る と の peristaltic movement of fallopian tube に よ っ て sperm の set 団 が line っ た り to た り を Qiao り return し な が ら) department の direction へ luck ば れ て い く others see son が ら れ た. Ovulation 処 principle line を い, male mating と さ せ た female か ら collect eggs し fertilization rate の goes を adjustable べ る と, fertilization of the ovum が し beginning め て か ら full て が の eggs fertilized す る ま で に は about six time か か っ て お り, born in vivo に お け る は fertilization IVF な ど の in Vitro で の fertilization wearing で ら れ る よ う な, egg に し seaborne て most の sperm が once に し, once finished に す る も の で は な い こ と が to think さ れ た. Be interstate に) department に お け る sperm の bureau in を 観 examine し た と こ ろ, fertilization が の time 帯 で は, 1 egg つ に し seaborne て sperm は 1 horse の み で yu points な sperm は recognize め ら れ ず arrive, stigmas に し た は sperm egg と indeed be に fertilization し て い る で あ ろ う こ と が わ か っ た. Today back の fertilization の ラ イ ブ イ メ ー ジ ン グ に よ り, female reproductive に お け る sperm の 挙 の all like が Ming ら か に な っ た. Sperm と fallopian tube, また と sperm と egg <s:1> interaction <e:1> molecules メカニズム メカニズム explanation of <s:1> assistance になると examination えられる.

项目成果

緑色蛍光を発する先体部分と赤色蛍光を発する尾部を持つトランスジェニック精子の作製と先体反応の輸卵管内におけるin vivoイメージング

顶体部分发射绿色荧光、尾部发射红色荧光的转基因精子的创建，以及输卵管顶体反应的体内成像

• 发表时间: 2010
• 作者: Muro Y;Buffone MG;Okabe M;Gerton GL;Yuko Muro;室悠子;Yuko Muro;Yuko Muro;室悠子
• 通讯作者: 室悠子

Transgenic Mouse Sperm that Have Green Acrosome and Red Mitochondria Allow Visualization of Sperm and Their Acrosome Reaction in Vivo

• DOI: 10.1538/expanim.59.105
• 发表时间: 2010-01-01
• 期刊: EXPERIMENTAL ANIMALS
• 影响因子: 2.4
• 作者: Hasuwa, Hidetoshi;Muro, Yuko;Okabe, Masaru
• 通讯作者: Okabe, Masaru

マウス精子の卵へ到達するまでの雌性生殖器内の道のりの観察

观察小鼠精子通过雌性生殖道到达卵子的路径

• 发表时间: 2011
• 作者: Muro Y;Buffone MG;Okabe M;Gerton GL;Yuko Muro;室悠子
• 通讯作者: 室悠子

Mechanisms of Fertilization-A View from the Perspective of Gene Manipulated Mice.

受精机制——从基因操纵小鼠的角度来看。

• 发表时间: 2011
• 期刊: Journal of Andrology
• 作者: Muro Y;Buffone MG;Okabe M;Gerton GL;Yuko Muro
• 通讯作者: Yuko Muro