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

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。

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。