哺乳類生殖細胞の減数分裂におけるクロマチン制御とシグナル伝達のクロストーク

哺乳动物生殖细胞减数分裂过程中染色质调控和信号转导之间的串扰

• 批准号: 13J05801
• 负责人: 林 瑛理
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J05801/
• 关键词: 減数分裂; 配偶子形成; 生殖細胞; 哺乳類胚発生; 細胞増殖; タンパク質キナーゼ; 細胞内シグナル伝達; クロマチン制御; 生殖細包; クロマチン動態; ゲノム維持修復; 発生異常; リン酸化プロテオミクス; 遺伝子改変動物

本研究は哺乳類の減数分裂におけるクロマチン状態の時空間的制御を中心とした分子ネットワークの解明を目的とし,機能未知の2遺伝子E20(仮称)及びHfm1其々についてノックアウトマウスを作成しその表現型及び遺伝子機能の解析を進めてきた.前年度にE20-/-マウスの表現型として発生中期までに始まる胚体及び胎盤の矮小化と周産期致死性を確認したが,例外的に成体まで生き延びたE20-/-個体が本年度迄に雄2匹得られた.この2匹の組織学的解析の結果顕著な精巣の萎縮と,体細胞分裂期精原細胞を含む全分化段階の精細胞数,特に円形精子細胞以降のステージの精細胞数の著しい減少が確認された(但し極少数ながら伸張精子細胞も見られ,蛍光標識PNA染色により先体の形成も確認できる).更に発生後期胚生殖巣の免疫蛍光染色の結果, E18.5 E20-/-精巣とE16.5, E18.5 E20-/-卵巣でMVH陽性細胞数の明瞭な減少が観察され, E20が胚発生に加え生殖細胞発生にも重要であることを初めて明らかにした. 然し成体精巣と発生後期胚卵巣共に生殖細胞核でSCP3, SCP1, γH2AX, ATM, ATR, CHK1, CHK2, DNA-PKcs等主要な減数分裂関連タンパク質の時空間的発現パターンやリン酸化修飾に有意な差は見られなかった.その他, E10.5胚由来MEFsの遺伝毒性剤に対する用量反応関係や, 妊娠初期の母マウスへの遺伝毒性剤投与の胚発生への影響について比較した結果, E20-/-胚及びE20-/- MEFs共, hydroxyurea感受性が上昇する可能性を示唆する予備的なデータを得た. 又E13.5胚由来E20-/- MEFsの培養では細胞形態の変化(細胞老化の特徴として知られる扁平で巨大な細胞形態)と増殖停止までにかかる継代数の低下する傾向が見られた. これらの観察事実を踏まえ, 同MEFsの細胞周期や細胞増殖, DNA損傷応答について更なるデータの取得を続けると共に, 細胞老化様の変化に関連する分子経路も視野に加え, E20の寄与する分子ネットワークを明らかにするべく生化学解析を進める.

这项研究旨在阐明哺乳动物减数分裂中染色质状态的时空调节的分子网络，并为两个未知基因E20（暂定名称）和HFM1创建了基因敲除小鼠，并分析了其表型和基因功能。在上一年，我们确认了开始发展为E20 - / - 小鼠中部发展中的胚胎和胎盘的矮化，但是例外是没有发展E20 - / - 小鼠的表型，并且观察到围产致死性。今年获得了两名男性，到今年，E20 - / - 幸存下来的人。对这两只动物的组织学分析显示，在整个分化阶段，精子细胞的数量显着减少，包括躯体精子细胞，尤其是圆形精子细胞后阶段的精子数量的数量（尽管很少，但精子细胞也延长，并且可以通过荧光标记的PNA染色来证实ACROSOMES的形成）。此外，发现了晚期发育性性腺的免疫荧光染色，在E18.5 E20 - / - 睾丸中观察到MVH阳性细胞的数量明显减少，E16.5，E16.5，E18.5 E20 - / - 卵巢首先揭示了E20对E20的生长，并且对于晶体细胞的开发非常重要，并且既适合晶体的开发细胞的开发。然而，在成年睾丸和晚期发育性胚胎卵巢中，主要减数分裂相关蛋白（例如SCP1，SCP1，γH2AX，ATM，ATM，ATM，ATT，ATR，ATR，CHK1，CHK2，CHK2和DNA-PKC）的时空表达模式或磷酸化修饰都没有显着差异。此外，我们比较了从E10.5胚胎衍生的MEF与遗传毒性剂的MEF的剂量反应关系，以及妊娠早期遗传毒性剂对母小鼠对胚胎发育的影响。 E20 - / - 胚胎和E20 - / - 胚胎初步数据表明，MEF中羟基脲的敏感性可能会增加。此外，在E13.5胚胎衍生的E20 - / - MEF的培养物中，有一种改变细胞形态的趋势（平坦的，巨大的细胞形态，称为细胞衰老的特征），并减少了延伸滞留的通道数量。基于这些观察结果，我们将继续获取有关MEFS细胞周期，细胞增殖和DNA损伤反应的进一步数据，我们还将研究与细胞衰老变化有关的分子途径，我们将进行生化分析以阐明对E20造成E20的分子网络。