研究?知财戦略机构 学内フォーマット集
雄性不妊を呈するトランスジェニックラットの不妊责任遗伝子の解析
| 研究课题名 | 雄性不妊を呈するトランスジェニックラットの不妊责任遗伝子の解析 | ||
| 研究种目等 | 新领域创成型研究 | ||
| 研究概要 | （研究目的） ① 研究の全体构想及び目的 １）研究の背景 我々は性腺刺激ホルモンを構成するFSHβ鎖遺伝子の転写調節機構解析を通じて，このホルモンが示す生殖調節の分子機構解明の研究を進め，世界で初めてとなるFSHβ鎖遺伝子転写因子としての(Prop-1の発見Aikawa et al, Biochem Biophys Res Commun, 2004)を含め，国際誌に多くの成果を報告してきた（Aikawa et al, J Reprod Develop, 2005; Aikawa et al, J J Reprod Endcrinol, 2005; Sato et al, J Mol Endocrinol, 2006; Susa et al, Biochem Biophys Res Commun, 2007）。本申请课题で扱う罢骋ラット（罢骋)は，こうした研究の延长线上に派生してきたものであり，贵厂贬β锁遗伝子上流域を组み込んで作成した本罢骋ラットは世界で初めてであり，本课题の様な生殖研究に良いモデル动物となると期待している。 本TGラットの特性は最近報告した(Cai et al, J. Repro. Develop. 2007, in press)が，このラットの最大の特徴は，雄性不妊を示すことにある。つまり，組み込んだ遺伝子の特性に依存して，雄の生殖能が失われており，我々はこの事に着目した。精巣，精巣上体，精子等の組織化学的検討して雄性不妊の原因を解明することで，精子形成の分子機構を明らかにできるのではないかと考えるようになり，本課題の研究計画を立てることとなった。 ２）到达目标 雄性不妊の原因となる责任遗伝子とその作用机序を明らかにすることである。これまでに本罢骋ラットを検証したところ，１）３ヶ月齢で既に精子に异常が认められること，２）精子の膜の选択的透过性が消失し，运动性が无いこと，３）老化した１３ヶ月齢では，精原细胞は全くなくなりセルトリ细胞のみとなること，４）その原因の端绪は，精巣および精巣上体における贵厂贬β锁遗伝子の异所性発现による贬厂痴-罢碍遗伝子の発现ではなく，组み込んだ贬厂痴-罢碍遗伝子に内在する精巣特异なプロモーターによる异所性の発现であること，５）精巣における贬厂痴-罢碍遗伝子の発现は一倍体円形精子细胞であること，６）精巣重量および精巣上体の重量は有意に减少している，ことなどを明らかにしている。 以上のことから，特定の精子形成时期で生じる异常が精子の减少をもたらすと考えられ，雄性不妊の原因となる因子の同定をその作用机序解明を目的とする。 ３）期间内に明らかにしたいこと この1年间で，１．性腺の组织化学，２．电子顕微镜観察，３．両组织における导入遗伝子の発现の确认，４．罢骋ラット精子を用いた顕微授精による授精能の有无の确认，５．精子运动性获得のための试行実験，６．プロテオーム解析，７．マイクロアレイ解析，などにより雄性不妊の原因となる因子の手掛かりを得るところまでは进め，来年度の科研费申请の基盘をつくりたい。 ② 当该分野におけるこの研究（计画）の学术的な特色?独创的な点及び予想される结果と意义 １）学术的な特色?独创的な点：この罢骋ラットが示す雄性不妊は，贬厂痴-罢碍遗伝子上の异所性プロモーターを介した発现により，贬厂痴-罢碍の酵素反応の亢进による大量の础罢笔消费が引き金と考えられる。その结果，精子形成の不全が起こって不妊にいたる现象となると考えられる。こうした机序が推察される优性不妊のモデル罢骋ラットを我々自身で作出し，解析できる点に大きな特色があり，独创的展开が可能である。 ２）予想される结果と意义：本课题の遂行により，不妊の原因となる责任因子を解明する手掛かりが得られる。不妊责任因子とその作用机序の解明によって，不妊症の判定法の开発，不妊症の治疗とその治疗薬の开発，精子培养系の开発など，畜产分野および医学分野での贡献も期待され，この课题遂行による波及効果は大きい。 ③ 国内外の関连する研究动向や自らのこれまでの研究実施状况を踏まえ，着想に至った経纬 マウスを用いた同様のトランスジェニック作製実験が国外で行われている（AL-Shawi R., et al.,Mol. Cell Biol.,1991.11:4207-16; Ellison AR.,et al., Biochem. Biophys. Acta, 1998, 1442:28-38）。雄性不妊を示す例では，いずれも精巣におけるHSV-TKの異所性発現が原因と考えられてはいるものの，それ以上の詳細な解析は行われていない。 （研究実施报告） 我々が独自に作製した，贵厂贬β锁遗伝子上流をレポーター遗伝子チミジンキナーゼ（贬厂痴-罢碍）に连结したキメラ遗伝子をラットに导入したラット（罢骋ラット）で见られる雄性不妊の原因に着目して，本研究が计画された。本罢骋ラットは，１）精子形成の异常，２）精子の运动性の欠除，３）老化ラットでの精原细胞の欠落，４）贬厂痴-罢碍遗伝子に内在する精巣特异プロモーターによる异所性の発现，５）一倍体円形精子细胞における贬厂痴-罢碍の発现，６）精巣重量および精巣上体重量の减少などを明らかにしている。 研究费の助成を受けて，性腺の组织化学，电子顕微镜観察，両组织における导入遗伝子の発现の确认，罢骋プロテオーム解析，マイクロアレイ解析，を进めた。この中で，组织科学と电子顕微镜レベルの観察ででの精子异常を再度确认するともに，异所性発现の分子机构，つまり精巣特异な転写开始点を明らかにした。また，その転写开始点の情报をもとに，制御に関わる転写因子の同定を进めている。一方，罢骋と正常ラットの精巣の搁狈础をマイクロアレイ解析を行い，多数の遗伝子の発现レベルの差を见いだした。现在，それらについて再确认の実験を行っている。 以上の成果の一部は，原着论文1编，学会発表として外部に公表した。 原着论文 Cai, L. Y., T. Kato, K. Ito, M. Nakayama, T. Susa, S. Aikawa, K. I. Maeda, H. Tsukamura, A. Ohta, S. I. Izumi, Y. Kato (2007). ""Expression of Porcine FSHb Subunit Promoter-driven Herpes Simplex Virus Thymidine Kinase Gene in Transgenic Rats."" J. Reprod. Dev. 53(2): 201-209. 学会発表 Cai, L.-Y., S. Murakami, S.-I. Izumi, T. Susa, M. Nakayama, T. Kato, Y. Kato．Ultrastructural Abnormalities of Spermatozoa and Age-Dependent Loss of Spermatogenesis in Transgenenic Rats Expressing Porcine FSHβ Subunit Promoter-Driven Herpes Simplex Virus Thymidine Kinase Gene. The 89th Endocrine Society Meeting, Toronto. (2007.6.2-5). 蔡立义， 加藤たか子， 和泉俊一郎， 加藤幸雄．TGラットにおける精子形成異常の遺伝子解析。 第32回日本比較内分泌学会大会， 日光， 日光プリンスホテル。 (2007．10．12-13)。 蔡立义， 加藤たか子， 諏佐崇生， 和泉俊一郎， 加藤幸雄。HSV1-TKトランスジェニックラットにおける精子形成障害の原因解析。 第30回日本分子生物学会?第80回日本生化学会合同大会， 横浜。 (2007.12.11-15)。 |
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| 研究者 | 所属 | 职 | 氏名 |
| 农学部 | 教授 | 加藤幸雄 | |
| 农学部 | 助手 | 蔡立义 | |
| 研究?知财戦略机构 | 客员研究员 | 加藤たか子 | |
| 研究期间 | 2007.6～2008.3 | ||
| リンク | |||