雌性生殖機能を維持する分子機構の解明と試験管内再構成

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本研究では、近年開発された体外培養による卵子誘導系を用いて、マウスにおいて原始卵胞を樹立・維持するメカニズムの解析、そして原始卵胞の試験管内誘導を目的としている。今年度はこれまでに得られていた、生体内及び体外培養系の卵母細胞の遺伝子発現データを詳細に解析した。すると生体内の卵母細胞に比べ、体外培養系の卵母細胞ではFoxo3遺伝子の発現が低いことが明らかとなった。そこで、活性化型のFoxo3であるFoxo3dNESを体外培養系の卵母細胞で過剰発現させたところ、原始卵胞様のサイズの小さな卵胞が多数観察された。Foxo3dNESを過剰発現させた卵母細胞では低酸素関連遺伝子の発現が上昇していることがRNA-seqにより明らかとなった。また生体内原始卵胞の形成過程において、卵母細胞では酸化ストレス応答に関連する遺伝子、抗酸化遺伝子の発現が上昇しており、原始卵胞が酸化ストレスを受けていることが示された。これらの実験結果から、「低酸素条件が原始卵胞形成に寄与する」という仮説を立て、低酸素下での卵母細胞誘導を行ったところ、Foxo3が核内に局在し、形態的にも生体内に近い原始卵胞が形成された。さらにFoxo3 KOやHIF抑制剤の実験から、酸素環境の下流でFoxo3遺伝子及びHIF遺伝子がエフェクターとして働き、体外培養系にて原始卵胞を形成していることが示された。本研究によって、体外培養系において原始卵胞を再構築することが可能となり、原始卵胞における遺伝子の機能解析を容易に行うことが出来るようになった。このことは、当該分野において機能解析の手法を拡げる、大変意義深い成果であると考えている。