卵由来物質による精子活性化・走化性現象の分子機構の解明

阐明卵源物质激活精子和趋化的分子机制

基本信息

批准号：
12045215
负责人：
吉田学
金额：
$ 1.15万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

受精の際、精子が卵に遭遇する確率を高める仕組みのひとつとして精子活性化・走化性現象が知られている。しかし、その精子活性化・誘引物質が微量なため精製が困難であることなどから、この現象の分子機構の研究はほとんど解明されていない。本研究では卵による精子の活性化及び誘引現象の分子メカニズムの全容解明のため、まずユウレイボヤ精子活性化・誘引物質(SAAF)の分子構造の解析を行い、さらに精子走化性における分子機構についての研究を行った。まずSAAFの精製標品についてESI-TOF/MSを用いて分子量解析を行ったところ、m/z=297.132の二価陰イオンの単一ピークを得た。次に3H-NMR解析を行ったところ、この物質の構造はコレスタン骨格を持つ分子量594.256の新規の硫酸化ステロイドであることが推定された。さらにFAB/MSによる分子フラグメント解析を行ったところ、NMRによる推定構造式より予想される分子ピークパターンと良く一致する結果が得られ、また加水分解反応による脱硫酸化により精子活性化・誘引活性は消失することが明らかとなった。以上の結果より、SAAFの構造が実際にNMRによる推定構造を持つことが強く示唆された。また、SAAFによる精子走化性時の分子機構の解析を行った。精子走化性においては細胞外カルシウムが必要であることが解っている。そこでどのようなカルシウムチャネルが関与しているのかを検定した。その結果、電位依存性カルシウムチャネルの特異的阻害剤であるニフェジピン等が全く効果を持たないのに対して容量作動性カルシウムチャネルの阻害剤であるSK&F96365等が効果的に精子の走化性運動を抑制すること、実際に精子中において容量作動型カルシウム流入が見られることから、精子走化性においては容量作動性カルシウムチャネルが働いていると思われる。

精子激活和趋化现象被认为是增加精子在受精过程中遇到卵子的可能性的机制之一。然而，对这种现象的分子机制的研究仍然知之甚少，因为很难纯化微量存在的精子激活/吸引物质。本研究为了充分阐明精子激活和卵子吸引的分子机制，首先分析了精子激活剂和引诱剂（SAAF）的分子结构，然后对精子趋化性的分子机制进行了研究。首先，当使用ESI-TOF/MS对SAAF的纯化样品进行分子量分析时，获得m/z＝297.132处的二价阴离子的单峰。接下来，3H-NMR分析表明，该物质的结构是一种新型硫酸化类固醇，分子量为594.256，具有胆甾烷骨架。此外，当我们使用FAB/MS进行分子片段分析时，我们获得了与通过NMR估计的结构式预测的分子峰图案非常匹配的结果，并且由于水解反应引起的脱硫，精子的活化和吸引活性消失了。明确这一点。上述结果有力地表明SAAF的结构实际上具有NMR预测的结构。我们还通过SAAF分析了精子趋化过程中的分子机制。众所周知，精子趋化性需要细胞外钙。因此，我们检查了涉及哪种钙通道。因此，电压门控钙通道抑制剂（如硝苯地平）根本没有任何作用，而电容门控钙通道抑制剂（如 SK&F96365）可有效抑制精子的趋化运动。事实上，在精子中观察到电容门控钙流入。电容门控钙通道在精子趋化性中发挥作用。