亜鉛シグナルによる精子受精能制御機構の解明

阐明锌信号控制精子受精的机制

基本信息

批准号：
20K06476
负责人：
徳弘圭造
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kansai Medical University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K06476/
关键词：
受精能獲得精子亜鉛シグナル不妊症多精子受精阻害

项目摘要

これまでの研究で、卵子は受精直後に高濃度の亜鉛イオンを放出することにより、卵子の周りを覆う細胞外マトリックスである透明帯に結合している精子の運動性に影響を与え、複数の精子が受精する多精子受精を阻害している可能性が示唆された。また、亜鉛は射出後の精子が受精可能な精子へと変化する受精能獲得という現象に重要な制御因子として機能していることが報告されている。しかしながら、これらの亜鉛を介した現象の分子メカニズムは明らかとなっていない。本研究の目的は哺乳類の受精現象における亜鉛を介した制御機構を分子レベルで明らかにすることにより、不妊症の原因解明・治療や避妊薬の開発につなげることである。当該年度は、精巣で発現する亜鉛トランスポーターを精子で消失させることによって亜鉛シグナルの受精現象における重要性を明らかにするため、生殖細胞特異的にCre recombinaseを発現するマウスである新規KIマウスを作製した。しかしながら、この遺伝子は生殖細胞で高発現するものの、初期胚の段階でも遺伝子が少し発現するために、全身で遺伝子欠損が起こり、解析に必要なconditional KO マウスが生まれてこないことが明らかとなった。そこで、理研のバイオバンクセンターより生殖細胞特異的にCre-ERT2を発現するマウスを購入して、現在floxマウスとの交配を進めている。今後はタモキシフェン誘導により生殖細胞内で遺伝子欠損を誘導して、受精現象における亜鉛トランスポーターの機能を解析する。

先前的研究表明，通过施肥后立即释放高浓度的锌离子，卵可能会影响与Zona Pellucida结合的精子的运动，这是一种覆盖卵的细胞外基质，并可能抑制多个精子受精的多体植物受精。还据报道，锌是受精能力现象的重要调节因素，其中精子在注射后被转化为施肥精子。但是，这些锌介导的现象的分子机制尚不清楚。这项研究的目的是阐明分子水平哺乳动物施肥现象中锌介导的调节机制，从而阐明了不育原因和避孕药的发展。在今年，我们创建了一种新的Ki小鼠，一种专门表达CRE重组酶的小鼠，以通过去除精子中睾丸中表达的锌转运蛋白来阐明锌信号在受精现象中的重要性。然而，尽管该基因在生殖细胞中高度表达，但已经揭示了该基因即使在早期胚胎阶段也略有表达，从而导致整个体内的基因缺乏，并且所需的有条件的KO小鼠分析所需的有条件的KO小鼠并不诞生。因此，我们购买了从Riken的Biobank Center中专门表达CRE-ERT2的小鼠，目前正在与Flox小鼠交配。将来，他莫昔芬诱导将在生殖细胞中诱导基因缺陷，以分析受精现象期间锌转运蛋白的功能。