器官培養法を用いたin vitroヒト精子形成系の開発

利用器官培养法开发体外人类精子发生系统

• 批准号: 19J01276
• 负责人: 松村 貴史
• 金额: $ 3.08万
• 依托单位: Yokohama City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J01276/
• 关键词: 男性不妊; 精子形成; 器官培養; 男性不妊; 精子形成; 器官培養

本研究では、マウスにおいて確立された精巣の器官培養によるin vitro精子形成系をヒトへ応用することを目的とした。しかし現在のマウス培養系を用いたヒト組織の培養では1-2週間ほどで高度に線維化してしまい、その後の培養継続が難しかった。加えて、現在までマウス以外の哺乳類では、体外で分化させた生殖細胞から次世代個体を作出した例は報告されていない。そこで我々は、マウスのみに適合する精巣培養系を他の哺乳類にも応用するべく、ラットを対象として実験を行ってきた。前年度までに我々は培養法や培養液の検討を繰り返し、培養中の酸素濃度やホルモン類の添加などがラットのin vitro精子形成系開発において、未分化なラット雄性生殖細胞を半数体である円形精子細胞まで分化させることに成功した。本年度は、培養系のさらなる最適化のために、半数体まで分化した生殖細胞に特徴的な先体構造にGFPが集積するトランスジェニックラットを導入して実験を行った。また、培養中の培地に含まれるメタボライトの経時的変化のデータを取り培養液の改善を試みた。メタボロミクス解析の有用性はいまだはっきりと見出すことはできていないものの、様々な試行錯誤の末に伸長精子様の細胞までの分化と、分化誘導した円形精子細胞を用いた顕微授精によりラット産仔を作出することに成功した。本研究で我々が得た知見は、ヒトを含む他の哺乳類の精子形成を体外で誘導する系を開発するうえでも有用であることを期待している。現在学術誌への投稿を準備している。

这项研究旨在通过在小鼠中建立的睾丸器官培养物应用体外的精子发生系统。但是，在使用当前小鼠培养系统的人体组织培养中，组织在1-2周内高度纤维化，因此很难继续培养。此外，迄今为止，尚未报道过，从小鼠以外的其他哺乳动物中分化的生殖细胞产生了下一代个体的情况。因此，我们已经对大鼠进行了实验，以应用与仅与其他哺乳动物兼容的睾丸培养系统。到上一年，我们反复研究了培养方法和培养基，并且在大鼠体外精子发生系统的发展中，我们成功地将未分化的雄性大鼠生殖细胞与单倍体圆形圆形精子细胞区分开来，从而在大鼠体外精子发生系统的发展中。今年，为了进一步优化培养系统，我们通过引入转基因大鼠进行了一项实验，其中GFP积聚在与单倍体不同的生殖细胞的Acrosos结构中。此外，随着时间的推移，收集了培养基中代谢物变化的数据，并试图改善培养基。尽管尚未清楚地发现代谢组分析的有用性，但是经过各种试验和误差，我们通过使用分化的圆形精子细胞区分延长的精子样细胞和微启示，成功地产生了大鼠出生的小牛。我们希望我们从这项研究中获得的发现将有助于开发在包括人类在内的其他哺乳动物中诱导精子发生的系统。目前准备服从学术期刊。