新規培養系による卵細胞質のサイズを決定する分子機構の解明

使用新的培养系统阐明决定卵细胞质大小的分子机制

基本信息

批准号：
22KJ2432
负责人：
堀川知紗子
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2432/
关键词：
卵母細胞 RNA-seq in vitro oogenesis 生殖細胞

项目摘要

本研究では、核相と卵母細胞の細胞質（卵細胞質）の形成機構との関係を明らかにすることを目的とし、卵細胞質の構築機構に重要である8つの遺伝子をES細胞に強制発現させる事で、始原生殖細胞及び減数分裂を経ることなく直接的にES細胞から卵母細胞様細胞(Directly induced oocyte-like cell:DIOL)を誘導する卵細胞質の再構築系をモデルとし、形態的解析と遺伝子発現解析の統合的解析を行う。本年度までに雌性生殖細胞のレポーター遺伝子（Stella-CFP）を持つ1倍体、2倍体、4倍体の各倍数体のES細胞の樹立を行い、それぞれDIOLへの誘導条件を確立した。二次卵母細胞期、GV期の各核相のDIOLについ形態的解析を行ったところ、由来するES細胞の核相に比例してDIOLの細胞質のサイズが増加する傾向にあり、4倍体のDIOLでは体内の卵母細胞と同等の大きさの細胞質が認められた。これは体内の卵母細胞のDNA量とサイズを反映するものであった。また、詳細な解析のためChromosome Spread法による核型解析と形態的解析を行ったところ、細胞質のサイズと核相の間には正の相関があることが明らかとなった。先行研究から多くの生物種においてゲノムの倍数性と細胞のサイズの間には正の相関が見られることが明らかとなっており、卵細胞質もまたこれに該当することが示唆された。これらの結果は、これまで明らかにされていなかった核相と卵細胞質の成長の関係に迫る新たな知見となった。現在、核相の差による遺伝子発現の違いを探索するため、それぞれのES細胞と二次卵母細胞期、GV期のDIOLを回収し定量的RNA-sequencing解析を行なっている。

在本研究中，我们旨在阐明核期与卵母细胞胞质（卵细胞质）形成机制之间的关系，并迫使ES细胞表达对卵母细胞胞质构建机制重要的8个基因。使用不经过减数分裂直接从原始生殖细胞和ES细胞诱导卵母细胞样细胞（DIOL）的卵质重建系统作为模型进行分析，并进行基因表达分析的综合分析。到今年，我们已经建立了携带雌性生殖细胞报告基因（Stella-CFP）的单倍体、二倍体和四倍体ES细胞，并为每种细胞建立了诱导DIOL的条件。对次级卵母细胞阶段和 GV 阶段各核期 DIOL 的形态学分析表明，DIOL 的细胞质大小趋于与衍生 ES 细胞的核期成比例地增加，并且 DIOL 的细胞质大小趋于成比例增加。与衍生的ES细胞的核期成比例地增加，并且在四倍体DIOL中，观察到与体内卵母细胞大小相同的细胞质。这反映了体内卵母细胞 DNA 的数量和大小。此外，为了详细分析，我们使用染色体扩散法进行了核型分析和形态学分析，结果明确了细胞质的大小和核时相之间存在正相关关系。先前的研究表明，许多物种的基因组倍性与细胞大小之间存在正相关性，这表明这也适用于卵细胞质。这些结果为之前未知的核相与卵质生长之间的关系提供了新的见解。目前，为了探究核期差异导致的基因表达差异，我们正在收集ES细胞、次级卵母细胞期和GV期DIOL并进行定量RNA测序分析。