Molecular cytological clarification of pathogenesis of male infertility by targeting multiple sperm functional molecules and its clinical application.

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ODF4は精子の外側粗大線維を構成するタンパク質として同定されたが,その機能は長い間不明であった。我々は先行研究にて,ODF4遺伝子欠損(ODF4 KO)マウスは,余剰細胞質を巻き込んだヘアピン型尾部を持ち頭部を後ろにして逆泳する精子を持つために男性不妊であること,ODF4が細胞質にも局在し可溶性のODF4が存在することを発見した。本研究では,当初の計画に加えて,ODF4 KO精子は,Adenylate kinase 1および2(AK-1,2)が顕著に減少していること,野生型精子ではODF4がAK-1および2と共在していることを証明した。また,計画に基づき以下の解析を行ない結果を得た。運動解析では,KO精子は運動率,直進速度,平均速度の全てが低下していた。精子尾部のbeat数の解析では,KO精子では尾部中間部はcapacitation前後ともに全くの不動であるのに対して,主部はbeat数が顕著に増加していた。精子を脱膜後にATPを投与する脱膜テストでは,余剰細胞質が除去されたKO精子は正常に近い動きをすることがわかった。精子内の平均ATP濃度とADP濃度は,野生型がcapacitation前後で一定であるのに対して,ODF4 KO精子では野生型よりもATP,ADPともに顕著に高くcapacitation前後の値が一定ではなかった。以上の結果をまとめ,可溶性のODF4はAK-1およびAK-2と共同して精子内のエネルギー代謝に関与し,尾部の運動と,余剰細胞質の除去による正常形態形成に必須であることを明らかにした。本研究の結果は日本生殖医学会と日本解剖学会およびScientific Reports誌で発表した（Ito et al,Sci Rep.13:2969.2023)。