Elucidation and application of spermatogenesis induced by Leydig cell maturation by iron-dependent demethylation

铁依赖性去甲基化诱导 Leydig 细胞成熟诱导精子发生的阐明和应用

• 批准号: 22K19254
• 负责人: 山下 泰尚
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Prefectural University of Hiroshima
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19254/
• 关键词: 精子形成; ライディッヒ細胞; 鉄; 雄性不妊; 鉄イオン; トランスフェリン; 脱メチル化

哺乳動物において，鉄不足は生殖機能を低下させるが，その詳細は不明である。食事により取り込まれた鉄は肝臓に貯蔵され，トランスフェリン(TF)に結合して末梢組織のTF受容体(TFR1)を介して取り込まれる。特に精巣にはライディッヒ細胞(LC)にTFR1が局在することから，当研究室では，ライディッヒ細胞特異的TFR1KOマウス(Tfr1cKO)を作成した。その結果，テストステロンが低下し，精子形成不全を呈する結果を得た。哺乳動物では，精子形成が開始されるためには，性成熟期以降の精巣でテストステロンが合成される必要がある。近年，幼若期のLCにはLH受容体(Lhcgr)発現が低く，このためテストステロン合成遺伝子(Cyp17a1)の発現が低い幼若ライディッヒ細胞(FLC)が存在し，成熟期にはLhcgrとCyp17a1が高発現し，テストステロンが合成可能な成獣ライディッヒ細胞(ALC)が存在することが示された。しかし，そのALCの出現メカニズムは不明である。本研究では，鉄依存的な脱メチル化酵素のTET2に着目し，ALCの出現にはTET2によりFLCが脱メチルされることが重要と仮説した。FLCマーカー(HSD11B)， ALCマーカー(CYP17A1)を用いてControlとTfr1cKOの精巣間質を調べた結果，Tfr1cKOでは，FLCが多く，ALCが著しく低下し，同時に脱メチル化酵素(TET2)の発現が低下した。さらに，次世代シークエンスによるControlとTfr1cKOのLCを用いたメチル化シークエンスを行った結果，Tfr1cKOではLhcgr，Cyp17a1などのALC化への必須遺伝子の脱メチル化の割合が低下した。さらにin vitroアッセイ系により鉄を添加してFLCを培養するとLhcgrおよびCyp17a1の発現が上昇し，ALC様細胞へと分化することを明らかにした。

在哺乳动物中，铁缺乏症会降低生殖功能，但细节尚不清楚。饮食吸收的铁储存在肝脏中，与转铁蛋白（TF）结合，并通过外周组织中的TF受体（TFR1）占用。特别是，TFR1位于睾丸中的Leidig细胞（LC）上，因此在我们的实验室中，我们创建了Leidig细胞特异性TFR1KO小鼠（TFR1CKO）。结果，睾丸激素降低并表现出精子发生。在哺乳动物中，性成熟后必须在睾丸中合成睾丸激素，以便开始精子发生。近年来，LH受体（LHCGR）表达在少年阶段的LC中较低，因此存在lhcgr和CYP17A1的幼年leidig细胞（FLC），其睾丸激素合成基因（CYP17A1）的表达较低，并且在成人leidig leidig细胞（Alcys sannors ants ants ant test senties test tene contentions contents）均高度表达。但是，ALC外观的机理尚不清楚。在这项研究中，我们专注于铁依赖性脱甲基酶TET2，并假设对ALC的出现被TET2脱甲基很重要。使用FLC标记（HSD11b）和ALC标记（CYP17A1）检查了对照和TFR1CKO的睾丸基质，并且TFR1CKO表明TFR1CKO中的FLC很高，而ALC显着降低，同时降低了Demethylase（TET2）的表达。此外，使用TFR1CKO的下一代测序和LC进行甲基化测序降低了ALC形成中必需基因的去甲基化速率，例如LHCGR和TFR1CKO中的CYP17A1。此外，揭示了通过使用体外测定系统添加铁培养的FLC时，LHCGR和CYP17A1的表达增加并分化为ALC样细胞。

项目成果

Lipopolysaccharide (LPS) suppresses follicle development marker expression and enhances cytokine expressions, which results in fail to granulosa cell proliferation in developing follicle in cows

• DOI: 10.1016/j.repbio.2022.100710
• 发表时间: 2023-03-01
• 期刊: REPRODUCTIVE BIOLOGY
• 影响因子: 2.1
• 作者: Yamamoto，Naoki;Takeuchi，Himeno;Yamashita，Yasuhisa
• 通讯作者: Yamashita，Yasuhisa