受精胚における細胞分裂装置の活性化と発生分化プログラム駆動の分子メカニズム

驱动受精胚胎细胞分裂机制激活和发育分化程序的分子机制

基本信息

批准号：
16026224
负责人：
佐藤賢一
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

アフリカツメガエル(以下、ゼノパス)およびマウスの卵細胞をモデル実験系として、受精に伴う発生プログラムの活性化に関わる分子メカニズムの解析を行い、以下の知見を得た。ゼノパスにおいては、卵細胞膜マイクロドメイン(以下、卵ラフト)の構造と機能について解析を行い、単一細胞膜貫通型蛋白質uroplakin III(以下、UPIII)が、その細胞外ドメインによって、精子との相互作用(接着あるいは融合、あるいはその両方)、そして、細胞内ドメインが受精成立の卵細胞内シグナル伝達に、それぞれ関与する可能性を示唆する結果を得た。UPIII細胞外ドメインの具体的な機能については、精子に由来するプロテアーゼ活性によって部分的に切断されること、この切断反応を阻害する薬剤が受精阻害を引き起こすこと、といった、受精成立に必要な精子プロテアーゼ活性の卵細胞膜ターゲットとしての理解が深まった。細胞内ドメインの機能については、前年度までに既に明らかにしていたチロシンキナーゼSrcによる受精依存的なリン酸化に加え、テトラスパニン型相互作用因子であるuroplakin Ib(以下、UPIb)との協調作用によるシグナル伝達への関与が示された。すなわち、UPIIIはUPIbと共に発現されることで複合体を形成することによって、卵細胞膜および卵ラフトへの局在が可能になること、そして、UPIII/UPIb複合体はチロシンキナーゼSrcの不活性化を誘導すること、等が明らかになった。これらの結果を総合すると、ゼノパス卵の受精時に精子がプロテアーゼ活性により卵ラフトのUPIII/UPIb複合体に相互作用し、UPIIIの部分的な切断が何らかのメカニズムによって細胞内のチロシンキナーゼSrcの活性化に翻訳され、チロシンリン酸化のシグナル伝達が点火され、カルシウム経路の活性化へ導かれていく、という流れが想定される。マウスにおいては、精子に特異的に発現するリン脂質分解酵素phospholipase Cζの、受精に伴うカルシウムオシレーションという現象への関与について、特異的抗体や変異蛋白質の作成により解析した。その結果、phospholipase Cζが、受精時に卵細胞内へ導入される可能性が高いことや、もともと単一ポリペプチドである本分子の部分的な切断と断片化されたフラグメントが再会合が活性調節に関わる可能性等が示された。

使用非洲爪蟾（Xenopus）和小鼠卵细胞作为模型实验系统，我们分析了与受精相关的发育程序激活所涉及的分子机制，并获得了以下发现。在非洲爪蟾中，我们分析了卵细胞膜微区（以下简称卵筏）的结构和功能，发现单细胞跨膜蛋白尿斑蛋白III（以下简称UPIII）与精子（以下简称我们获得的结果表明细胞内结构域（粘附、融合或两者）和细胞内结构域可能参与受精的细胞内信号转导。 UPIII胞外结构域的具体功能是它被精子来源的蛋白酶活性部分裂解，并且抑制这种裂解反应的药物导致受精抑制，我们对卵细胞膜活性靶标的理解加深了。关于细胞内结构域的功能，除了去年已经揭示的酪氨酸激酶Src的受精依赖性磷酸化之外，还有与四跨膜蛋白型相互作用因子uroplakin Ib协同作用产生的信号（以下简称 UPIb）。换言之，UPIII与UPIb一起表达形成复合物，其能够定位于卵细胞膜和卵筏，并且UPIII/UPIb复合物抑制酪氨酸激酶Src的失活。需要指导。综上所述，这些结果表明，在爪蟾卵受精过程中，精子通过蛋白酶活性与卵筏中的 UPIII/UPIb 复合物相互作用，并且 UPIII 的部分裂解通过某种机制激活细胞内酪氨酸激酶 Src。被翻译，点燃酪氨酸磷酸化信号转导，并导致钙途径的激活。在小鼠中，我们通过产生特异性抗体和突变蛋白，分析了磷脂酶 C z（一种在精子中特异性表达的磷脂降解酶）在与受精相关的钙振荡现象中的作用。因此，磷脂酶 C z 很可能在受精时被引入卵细胞，并且该分子（最初是单个多肽）的部分裂解以及片段的重新组装参与了调节其活性的可能性。被展示了。

项目成果

期刊论文数量（26）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Generation of an antibody specific to Xenopus fertilized eggs by subtractive immunization

DOI：
10.1111/j.1365-2443.2005.00838.x
发表时间：
2005-04-01
期刊：
GENES TO CELLS
影响因子：
2.1
作者：
Sakakibara, K;Sato, K;Fukami, Y
通讯作者：
Fukami, Y

Activation of Arabidopsis MAPK kinase kinase (AtMEKK1) and induction of AtMEKK1-AtMEK1 pathway by wounding

DOI：
10.1007/s00425-005-0126-7
发表时间：
2006-03-01
期刊：
PLANTA
影响因子：
4.3
作者：
Hadiarto, T;Nanmori, T;Yasuda, T
通讯作者：
Yasuda, T

Molecular identification and characterization of Xenopus egg uroplakin III, a raft-associated protein that is tyrosine-phosphorylated upon egg fertilization

非洲爪蟾卵尿斑蛋白 III 的分子鉴定和表征，这是一种卵子受精时酪氨酸磷酸化的筏相关蛋白

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
J.Biol.Chem. (In press)
影响因子：
0
作者：
Miyazaki;T.;Takahashi K;Fukuhara A;Hamazaki T;Tomoda K;Murakami M;Sato K.et al.;Tokmakov A.A.et al.;Sakakibara K.et al.;Sakakibara K.et al.
通讯作者：
Sakakibara K.et al.

Uroplakin III, a novel Sic substrate in Xenopus egg rafts, is a target for sperm protease essential for fertilization

Uroplakin III 是非洲爪蟾卵筏中的一种新型 Sic 底物，是受精所必需的精子蛋白酶的靶标

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Developmental Biology 286
影响因子：
0
作者：
Tomisato;W;Heike Laman;Kayoko Maehara;Sakakibara et al.;Hirose E. et al.;Sato et al.;Bravou V. et al.;Tokmakov et al.;Karakaidos P. et al.;Xouri G. et al.;Sakakibara et al.;Nishitani H. et al.;Sugimoto N. et al.;Kurokawa et al.;Mahbub Hasan et al.
通讯作者：
Mahbub Hasan et al.

Evidence that activation of a Src family kinase is not required for fertilization- associated [Ca^<2+>]_i oscillations in mouse eggs

有证据表明，小鼠卵子中受精相关的 [Ca^<2 >]_i 振荡不需要激活 Src 家族激酶

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Reproduction 127
影响因子：
0
作者：
Miyazaki;T.;Takahashi K;Fukuhara A;Hamazaki T;Tomoda K;Murakami M;Sato K.et al.;Tokmakov A.A.et al.;Sakakibara K.et al.;Sakakibara K.et al.;Sato K.et al.;Kurokawa M.et al.
通讯作者：
Kurokawa M.et al.

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通讯作者：
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通讯作者：
大神健博・上野智代・岩尾康宏