Elucidation and application of spermatogenesis induced by Leydig cell maturation by iron-dependent demethylation

铁依赖性去甲基化诱导 Leydig 细胞成熟诱导精子发生的阐明和应用

• 批准号: 22K19254
• 负责人: 山下 泰尚
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Prefectural University of Hiroshima
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19254/
• 关键词: 精子形成; ライディッヒ細胞; 鉄; 雄性不妊; 鉄イオン; トランスフェリン; 脱メチル化

哺乳動物において，鉄不足は生殖機能を低下させるが，その詳細は不明である。食事により取り込まれた鉄は肝臓に貯蔵され，トランスフェリン(TF)に結合して末梢組織のTF受容体(TFR1)を介して取り込まれる。特に精巣にはライディッヒ細胞(LC)にTFR1が局在することから，当研究室では，ライディッヒ細胞特異的TFR1KOマウス(Tfr1cKO)を作成した。その結果，テストステロンが低下し，精子形成不全を呈する結果を得た。哺乳動物では，精子形成が開始されるためには，性成熟期以降の精巣でテストステロンが合成される必要がある。近年，幼若期のLCにはLH受容体(Lhcgr)発現が低く，このためテストステロン合成遺伝子(Cyp17a1)の発現が低い幼若ライディッヒ細胞(FLC)が存在し，成熟期にはLhcgrとCyp17a1が高発現し，テストステロンが合成可能な成獣ライディッヒ細胞(ALC)が存在することが示された。しかし，そのALCの出現メカニズムは不明である。本研究では，鉄依存的な脱メチル化酵素のTET2に着目し，ALCの出現にはTET2によりFLCが脱メチルされることが重要と仮説した。FLCマーカー(HSD11B)， ALCマーカー(CYP17A1)を用いてControlとTfr1cKOの精巣間質を調べた結果，Tfr1cKOでは，FLCが多く，ALCが著しく低下し，同時に脱メチル化酵素(TET2)の発現が低下した。さらに，次世代シークエンスによるControlとTfr1cKOのLCを用いたメチル化シークエンスを行った結果，Tfr1cKOではLhcgr，Cyp17a1などのALC化への必須遺伝子の脱メチル化の割合が低下した。さらにin vitroアッセイ系により鉄を添加してFLCを培養するとLhcgrおよびCyp17a1の発現が上昇し，ALC様細胞へと分化することを明らかにした。

在哺乳动物中，缺铁会降低生殖功能，但细节尚不清楚。通过膳食摄入的铁储存在肝脏中，与转铁蛋白 (TF) 结合，并通过外周组织中的 TF 受体 (TFR1) 吸收。由于 TFR1 特别位于睾丸的 Leydig 细胞 (LC) 中，因此我们的实验室创建了 Leydig 细胞特异性 TFR1KO 小鼠 (Tfr1cKO)。结果，睾酮水平下降，精子发生受损。在哺乳动物中，睾丸激素必须在性成熟后在睾丸中合成才能开始精子发生。近年来，出现了幼年间质细胞（FLC）低表达LH受体（Lhcgr），因此幼年期LC中睾酮合成基因（Cyp17a1）低表达，而在成熟期，Lhcgr和Cyp17a1低表达。研究表明，成年间质细胞 (ALC) 的表达水平较高，并且能够合成睾酮。然而，ALC 出现的机制尚不清楚。在这项研究中，我们关注铁依赖性去甲基化酶 TET2，并假设 TET2 对 FLC 的去甲基化对于 ALC 的出现很重要。使用FLC标记（HSD11B）和ALC标记（CYP17A1）检查对照和Tfr1cKO的睾丸间质，结果发现Tfr1cKO具有更多的FLC和显着降低的ALC，同时，去甲基酶（TET2）的表达降低。减少了。此外，使用对照的LC和使用下一代测序的Tfr1cKO进行甲基化测序的结果是，在Tfr1cKO中，ALC形成必需基因（例如Lhcgr和Cyp17a1）的去甲基化率降低。此外，我们使用体外测定系统证明，当添加铁培养FLC时，Lhcgr和Cyp17a1的表达增加，并且它们分化为ALC样细胞。

项目成果

Lipopolysaccharide (LPS) suppresses follicle development marker expression and enhances cytokine expressions, which results in fail to granulosa cell proliferation in developing follicle in cows

脂多糖（LPS）抑制卵泡发育标志物表达并增强细胞因子表达，导致奶牛发育中卵泡颗粒细胞增殖失败

• DOI: 10.1016/j.repbio.2022.100710
• 发表时间: 2023
• 影响因子: 2.1
• 作者: Yamamoto Naoki;Takeuchi Himeno;Yamaoka Manami;Nakanishi Tomoya;Tonai Shingo;Nishimura Ryo;Morita Takehito;Nagano Masashi;Kameda Shingo;Genda Kaori;Kawase Jun;Yamashita Yasuhisa
• 通讯作者: Yamashita Yasuhisa