The study of the roles of fibroblast growth factor (FGF) signalings on the regulation of mammalian ovary and the identification of the reproductive disorder attributed to the failure in FGF signaling

成纤维细胞生长因子 (FGF) 信号传导对哺乳动物卵巢调节的作用的研究以及 FGF 信号传导失败导致的生殖障碍的鉴定

• 批准号: 21J13556
• 负责人: 菅家 卓哉
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J13556/
• 关键词: 卵巣; 線維芽細胞増殖因子; FGF; 顆粒層細胞; 繁殖能力

卵巣は女性ホルモンの産生などの内分泌機能と、卵母細胞の産生機能を持つ、メスの生殖システムの中核を担う重要な臓器である。しかし、卵巣機能異常に起因する家畜繁殖障害や女性不妊症といった課題は山積しており、この根底には、卵巣異常・疾患に至る原因や発症機序の多くが未だ解明できていない現状がある。本研究では線維芽細胞増殖因子（FGF）に着目し、マウスをモデルに卵巣機能制御メカニズムの解析を行う。これまでの研究から顆粒層細胞特異的FGFシグナル欠損モデル（Fgfr2-cKO）マウスの繁殖能力低下及び、その原因として解糖活性低下やホルモン産生異常の可能性を見出している。本年度は主に、FGFシグナル異常に起因する解糖活性低下が卵の発達に与える影響の解析を行った。卵母細胞は自身でグルコースを代謝することができないため、自身が分泌する増殖因子を介して周囲の卵丘細胞の解糖活性を向上させ、そこから解糖代謝基質の供給を受けていることが知られている。そこで、卵丘細胞の解糖活性及び、卵母細胞の代謝支持能を体外成熟培養系を用いて解析した結果、培地から解糖代謝基質を除いた場合にFgfr2-cKOマウスにおける卵成熟率が対照区と比較して有意に低下していた。このことから、Fgfr2-cKOマウス卵巣内における解糖活性異常が卵成熟や卵の質に影響をおよぼす可能性が考えられた。さらに、この卵丘細胞における卵母細胞の代謝支持能の低下が卵の質に影響を与えているか否かを検証するために、体外受精及び、胚移植を通じてFgfr2-cKOマウスの卵の質を評価した。その結果、体外受精における受精率や胚盤胞率に顕著な差は認められなかったが、Fgfr2-cKOマウス卵由来の胚を移植した際に対照区と比較して有意に個体出生率が低下した。

卵巢是女性生殖系统中的重要器官，具有产生雌性激素和产生卵母细胞等内分泌功能。然而，由于卵巢功能异常导致家畜生殖障碍、女性不孕等诸多问题，而卵巢异常和疾病的根本原因和发病机制仍不清楚。在本研究中，我们将重点关注成纤维细胞生长因子（FGF），并使用小鼠模型分析控制卵巢功能的机制。先前的研究表明，颗粒细胞特异性 FGF 信号缺陷模型 (Fgfr2-cKO) 小鼠的生育能力下降，糖酵解活性下降和激素产生异常可能是原因。今年，我们主要分析了FGF信号异常引起的糖酵解活性降低对卵子发育的影响。由于卵母细胞本身不能代谢葡萄糖，因此它们通过分泌的生长因子提高周围卵丘细胞的糖酵解活性，并从那里获得糖酵解代谢底物。因此，通过使用体外成熟培养系统分析卵丘细胞的糖酵解活性和卵母细胞的代谢支持能力，我们发现当从培养物中去除糖酵解代谢底物时，Fgfr2-cKO小鼠的卵母细胞成熟率降低与对照组相比显着降低。这表明Fgfr2-cKO小鼠卵巢中异常的糖酵解活性可能影响卵母细胞成熟和卵子质量。此外，为了验证卵丘细胞中卵母细胞代谢支持能力的这种降低是否影响卵子质量，我们通过体外受精和胚胎移植对Fgfr2-cKO小鼠的卵子质量进行了评估。结果，体外受精期间的受精率或囊胚率没有观察到显着差异，但当移植源自Fgfr2-cKO小鼠卵的胚胎时，个体出生率显着低于对照组。

项目成果

Effect of fibroblast growth factor signaling on cumulus expansion in mice in vitro

成纤维细胞生长因子信号传导对体外小鼠卵丘扩张的影响

• DOI: 10.1002/mrd.23616
• 发表时间: 2022
• 影响因子: 2.5
• 作者: Kanke Takuya;Fujii Wataru;Naito Kunihiko;Sugiura Koji
• 通讯作者: Sugiura Koji

Effect of fibroblast growth factor signaling on cumulus expansion in mice in vitro

成纤维细胞生长因子信号传导对体外小鼠卵丘扩张的影响

• DOI: 10.1002/mrd.23616
• 发表时间: 2022
• 影响因子: 2.5
• 作者: Kanke Takuya;Fujii Wataru;Naito Kunihiko;Sugiura Koji
• 通讯作者: Sugiura Koji

Effect of fibroblast growth factor signaling on cumulus expansion in mice in vitro

成纤维细胞生长因子信号传导对体外小鼠卵丘扩张的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Takuya Kanke; Wataru Fujii; Kunihiko Naito; Koji Sugiura
• 通讯作者: Koji Sugiura