メダカ成体生殖腺における性的可塑性の分子・細胞メカニズム

成年青鳉性腺性可塑性的分子和细胞机制

基本信息

批准号：
11J03821
负责人：
中本正俊
金额：
$ 1.54万
依托单位：
National Institute for Basic Biology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J03821/
关键词：
aromatase 芳香化酵素卵巣メダカ性転換

项目摘要

これまでの研究から卵巣中のエストロゲン量の低下が成体生殖腺の卵巣から精巣への機能的性転換を誘起することが報告されている。このことからエストロゲンが性の可塑性の発現・保持に重要であることが示唆されている。しかし、エストロゲンが卵巣の分化・性的可塑性の発現過程において具体的にどのような働きを果たしているかについては不明な点が多い。そこで、エストロゲンの卵巣分化における機能を明らかにすることを目的として、エストロゲンの合成に必須のステロイド代謝酵素aromataseの機能欠損変異メダカをTILLING法により単離し、表現型の解析を行なった。この変異メダカの遺伝的メス(XX)個体では一度遺伝的性に従って卵巣が分化した後、卵濾胞が閉鎖し、精巣構造が発達する性転換が見られた。生殖腺の各細胞系列の分化マーカーの発現をin situ hybridization法により解析した結果、卵巣型aromatase変異メダカにおいて観察された成体卵巣の精巣への性転換は、卵巣の組織が精巣の組織に分化転換するのではなく、卵巣内に存在する生殖幹細胞とそれを取り囲む未分化支持細胞が雄分化して起きることが示された。また、遺伝的性に従って卵巣が分化したことから初期卵巣分化にエストロゲンは必要ない、もしくは卵黄に存在する母性由来の微量のエストロゲンで十分であることが示された。一方、成魚になってから卵巣の崩壊が始まり、性転換が起こったことから、エストロゲンは思春期、生殖腺内で性ホルモン合成が活発になる時期、以降の生殖幹細胞およびそれを取り囲む未分化支持細胞の継続的な雌分化(あるいは雄分化の阻害)に必須であることが示唆された。次にこのエストロゲン量の減少による卵巣の崩壊・性転換過程に関わる遺伝子群を同定することを目的として、RNA-seq法によるトランスクリプトーム解析を行った。その結果、卵巣の崩壊が始まる前後で約900個の遺伝子の発現が変動していることが明らかとなった。

先前的研究报告说，卵巢中雌激素量的减少会引起从卵巢到成年性腺睾丸的功能性转化。这表明雌激素对于性可塑性的发展和保留很重要。但是，在卵巢分化和性可塑性过程中，雌激素在分化和性可塑性过程中发挥哪些特定功能有许多未知数。因此，为了阐明雌激素在卵巢分化中的功能，通过耕种方法和表型分析分离了一种对雌激素合成必不可少的类固醇代谢酶的突变体Medaka。在该突变体Medaka的遗传雌性（XX）中，一旦卵巢根据其遗传特征进行区分，卵巢卵泡就被封闭并开发出睾丸结构，并观察到性别变化。通过原位杂交方法分析了性腺中每个细胞系中分化标记物的表达，并表明，成年卵巢向卵巢型芳香酶突变型Medaka中观察到的性别转化向睾丸中观察到的睾丸，并未将其转化为睾丸干细胞，但在卵形细胞中存在差异化的细胞，并且在卵形细胞中存在差异化。此外，根据遗传特征的卵巢分化表明，雌激素对于早期卵巢分化不是必需的，或者蛋黄中存在的痕量的母体衍生的雌激素就足够了。另一方面，卵巢成为成年后开始崩溃，发生性别变化，这表明雌激素对于青春期至关重要，在性腺内性激素合成在性腺内活跃，以及持续的女性分化（或持续的女性分化（或抑制男性化）和未分化的支持细胞周围的细胞。接下来，使用RNA-Seq进行转录组分析，以识别雌激素水平降低的卵巢崩溃和性别转化过程中涉及的基因。结果，发现大约900个基因的表达在卵巢塌陷开始前后波动。

项目成果

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专著数量（0）

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专利数量（0）

Developmental process of female-to-male sex reversal induced by high temperature in medaka, Oryzias latipes.

高温诱导青鳉雌雄逆转的发育过程。

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nakamoto. M.;Yong;G.;Nagahama;Y.;Narure;K.
通讯作者：
K.

Expression of 3β-hydroxysteroid dehydrogenase (hsd3b), star and ad4bp/sf-1 during gonadal development in medaka (Oryzias latipes)

DOI：
10.1016/j.ygcen.2012.01.019
发表时间：
2012-04-01
期刊：
GENERAL AND COMPARATIVE ENDOCRINOLOGY
影响因子：
2.7
作者：
Nakamoto, Masatoshi;Fukasawa, Motoaki;Shibata, Naoki
通讯作者：
Shibata, Naoki

Estrogen oversees the maintenance of the female genetic program in terminally differentiated gonochorists.

DOI：
10.1038/srep02862
发表时间：
2013-10-07
期刊：
SCIENTIFIC REPORTS
影响因子：
4.6
作者：
Paul-Prasanth, B.;Bhandari, R. K.;Kobayashi, T.;Horiguchi, R.;Kobayashi, Y.;Nakamoto, M.;Shibata, Y.;Sakai, F.;Nakamura, M.;Nagahama, Y.
通讯作者：
Nagahama, Y.

卵巣型aromatase機能欠損変異メダカの解析

青鳉卵巢型芳香酶功能缺陷突变体分析