Improving quality and postthaw survival of bovine embryos by regulation of cathepsin signal pathway

通过调节组织蛋白酶信号通路提高牛胚胎的质量和解冻后存活率

• 批准号: 15F15400
• 负责人: 高橋 昌志
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-11-09 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15F15400/
• 关键词: ウシ; 卵子; 胚盤胞; カテプシン; アポトーシス; ガラス化; 染色体分離; 初期胚; オートファジー

本年度は、特別研究員Ahmed Z Balboura博士が別ポストへの採用のため、研究機期間が短縮たため、昨年度の研究の継続に注力した。特に、本研究で期待される凍結保存後のウシ胚の生存性向上への効果に関しては、前年度に明らかとなったガラス化保存胚の生存性向上へのカテプシン阻害剤の効果の検証を行い、カテプシンB阻害剤であるe-64および、カテプシンK阻害剤であるOdanactib、それぞれが凍結後の生存性への向上効果が確認された。実際にガラス化処理後の胚盤胞において、カテプシンBの活性を詳細に観察したところ、無処理胚と比べてガラス化処理胚では、胚盤胞外周を構成し、胎盤に分化する栄養膜細胞(TE)において、胚の内部に位置し、将来胎児に分化する内部細胞塊(ICM)と比べてカテプシン活性の増加が検出された。同時に、TUNEL染色によるDNA損傷の検出では、TE細胞でのDNA損傷の増加が確認された。また、同時にアポトーシス関連遺伝子であるcaspase9の有意な増加が確認された。これらのことから、ガラス化処理を含む凍結処理によって保存液に直接接する栄養膜細胞への物理的な障害が細胞への損傷を直接的に引き起こし、それを受けた細胞内のカテプシンの活性化－その下流のシグナルとして知られているアポトーシスの経路が活性化することが示唆された。今後は、ICMとTEの異なった細胞における応答性への際の研究が今後、必要である。

This year, Dr. Ahmed Z. Balboura, Special Fellow, has focused on the use of research equipment and the reduction of research time. In particular, this study is expected to confirm the effect of the survival inhibitor on the survival of embryos after frozen preservation in the previous year, and the effect of the survival inhibitor on the survival of embryos after frozen preservation in the previous year. In the meantime, the activity of B in blastoderm cells was examined in detail after embryo treatment, compared with untreated embryos, the extracellular structure of blastoderm, the position of TE in placenta differentiation, the internal position of embryo, the internal cell mass (ICM) in fetal differentiation, and the increased activity of B in embryos without treatment. At the same time, TUNEL staining for DNA damage detection and TE cells increased DNA damage detection were confirmed. 9. Intentional enhancement of caspase related genes This process includes direct contact with the preservation solution, physical damage to the membrane cells, direct initiation of cell damage, and activation of intracellular cells. In the future, it is necessary to study the relationship between ICM and TE.

项目成果

遺伝繁殖学研究室 - 北海道大学 農学部

基因繁殖实验室 - 北海道大学农学部

Oxidative and redox regulation in in vitro development of bovine preimplantation embryos

牛植入前胚胎体外发育中的氧化和氧化还原调节

• 发表时间: 2017
• 作者: Ken-ichi Yamanaka;Hafiza Khatun;Junki Egashira;AhmedZ Balboula;Hideki Tatemoto;Miki Sakatani;Naoki Takenouchi;Yasuhiko Wada;Masashi Takahashi;高橋昌志
• 通讯作者: 高橋昌志

Evaluation and regulation of intracellular cysteine protease to improve the quality and quantity of bovine in vitro embryo production

细胞内半胱氨酸蛋白酶的评价和调控提高牛体外胚胎生产的质量和数量

• 发表时间: 2017
• 作者: Ken-ichi Yamanaka;Hafiza Khatun;Junki Egashira;AhmedZ Balboula;Hideki Tatemoto;Miki Sakatani;Naoki Takenouchi;Yasuhiko Wada;Masashi Takahashi;高橋昌志;Masashi Takahashi
• 通讯作者: Masashi Takahashi

Cathepsin B regulation rescues the perturbation of SAC function in vitrified mouse oocytes

组织蛋白酶 B 调节可挽救玻璃化小鼠卵母细胞中 SAC 功能的干扰

• 发表时间: 2016
• 作者: A.Z. Balboula;H. Bai;M. Kawahara;T. Kotani;M. Takahashi
• 通讯作者: M. Takahashi

北海道大学遺伝繁殖学研究室

北海道大学基因繁殖实验室