精子・卵の細胞接着の分子メカニズムと生殖医療への応用

精子/卵细胞粘附的分子机制及其在生殖医学中的应用

基本信息

项目摘要

精子と卵子が融合することで生命の萌芽としての1個の細胞(受精卵)を形成する"受精"の中で、細胞膜間での接着機構のメカニズムは不明である。細胞接着因子インテグリンの関与が否定されてからはますます混沌とした状況である。細胞接着因子としてカドヘリンファミリーが様々な組織で同定されており、β-カテニン、α-カテニンによる接着装置の形成および維持機構も自明のことであるが、精子と卵子の細胞膜の接着では全く議論されて来なかった。そこで本研究では、卵特異的遺伝子欠損マウスの作製から、配偶子の細胞接着におけるE-カドヘリン、β-カテニン、α-カテニンの関与について検討を行った。その結果として、【1】免疫沈降による複合体形成と、β-カテニン欠損卵子ではE-カドヘリンが細胞膜に局在できないという実験結果から、精子と卵子の融合前の細胞膜上にはE-カドヘリンが存在し、その裏打ちとしてβ-カテニンが存在すること、【2】アクチン重合阻害剤によってβ-カテニンの卵子での局在が乱されることからβ-カテニンはアクチン繊維に裏打ちされているが、α-カテニン欠損卵ではβ-カテニンの局在が変化しないことから、卵子ではβ-カテニンとα-カテニンは複合体を形成していない可能性があること、【3】β-カテニン欠損卵では精子との接着能が有意に低下し、細胞外マトリックスとしての透明帯を除去した卵子では精子との融合能が低下すること、を示すことができた。精子と卵子の接着メカニズムの一端が明らかにできたことから、接着から融合に至る分子メカニズムの解明に繋がると考えられる。また、受精以外の融合現象との類似性を探ることから、感染症などの膜融合が関わる生命現象の解明、予防にもつながると考えられる。
在“受精”过程中,精子和卵子融合形成单个细胞(受精卵),即生命的胚芽,细胞膜之间的粘附机制尚不清楚。由于排除了细胞粘附因子整合素的参与,情况变得更加混乱。钙粘蛋白家族已被确定为多种组织中的细胞粘附因子,β-catenin和α-catenin对粘附装置的形成和维持机制也是不言而喻的,但这在本案中根本没有讨论过。精子和卵细胞膜之间的粘附没有发生。在这项研究中,我们培育了卵子特异性基因缺陷小鼠,并研究了 E-钙粘蛋白、β-连环蛋白和 α-连环蛋白在配子细胞粘附中的作用。结果,[1]根据免疫沉淀复合物形成和实验结果表明,E-钙粘蛋白不能定位在缺乏β-连环蛋白的卵母细胞的细胞膜上,而在精卵融合之前,E-钙粘蛋白就存在于细胞膜上β-连环蛋白作为 β-连环蛋白的衬层存在,[2] 肌动蛋白聚合抑制剂会破坏 β-连环蛋白在卵母细胞中的定位。尽管 β-连环蛋白排列有 Chin 纤维,但在缺乏 α-连环蛋白的鸡蛋中,β-连环蛋白的定位没有改变,这表明 β-连环蛋白和 α-连环蛋白可能不会在鸡蛋中形成复合物 [3]。表明缺乏β-连环蛋白的卵子与精子的粘附能力显着降低,而细胞外基质透明带被去除的卵子与精子的融合能力也降低。精子和卵子之间部分粘附机制的发现被认为有助于阐明从粘附到融合的分子机制。此外,通过探索与受精以外的融合现象的相似性,人们认为这将有助于阐明和预防与膜融合相关的生物现象,例如传染病。

项目成果

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  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Hamatani T; Yamada M; Akutsu H; Kuji N; Mochimaru Y; Takano M; Toyoda M; Miyado K; Umezawa A; Yoshimura Y
  • 通讯作者:
    Yoshimura Y
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    Umezawa A
CD9 action in the egg and on the sperm of mice
CD9 在小鼠卵子和精子中的作用
  • DOI:
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    宮戸健二
  • 通讯作者:
    宮戸健二
CD9 action in the egg and on the sperm of mice
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    宮戸健二
  • 通讯作者:
    宮戸健二
精子と卵子の融合の分子メカニズム
精卵融合的分子机制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    宮戸 健二
  • 通讯作者:
    宮戸 健二
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  • 发表时间:
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