リケラボ論文検索は、全国の大学リポジトリにある学位論文・教授論文を一括検索できる論文検索サービスです。

リケラボ 全国の大学リポジトリにある学位論文・教授論文を一括検索するならリケラボ論文検索大学・研究所にある論文を検索できる

リケラボ 全国の大学リポジトリにある学位論文・教授論文を一括検索するならリケラボ論文検索大学・研究所にある論文を検索できる

大学・研究所にある論文を検索できる 「雌性因子によるウシ精子機能制御機構の解明」の論文概要。リケラボ論文検索は、全国の大学リポジトリにある学位論文・教授論文を一括検索できる論文検索サービスです。

コピーが完了しました

URLをコピーしました

論文の公開元へ論文の公開元へ
書き出し

雌性因子によるウシ精子機能制御機構の解明

梅津 康平 東北大学

2020.03.25

概要

ウシは、わが国を含む世界中の多くの国々の食糧生産を支える重要な家畜である。わが国においては、現在、乳用牛および肉用牛ともにそのほぼ全てが凍結精液を用いた人工授精によって生産されている。この繁殖技術により、優良雄牛の効率的利用、育種改良の促進、管理スペースとコストの削減、生殖器を介した伝染性疾患の予防、精液の長期保存ならびに遠距離輸送等が可能となることから、ウシにおける人工授精技術は食糧生産分野に多大な利益をもたらしている。しかしながら、近年、わが国や欧米先進国でウシの人工授精における受胎率の低下が指摘されている [1, 2]。人工授精の受胎率の低下はウシの生産性の低下に直結することから、わが国の食糧生産分野に大きな経済的損害が生じている。この低受胎率の改善のためにこれまで多くの研究が試みられてきたものの、受胎率低下の原因さえ未だに把握できておらず、年々低下の一途をたどっているのが現状である。従って、受胎率低下の原因探究のためにはまず、ウシにおける受胎性制御機構の理解が必要であると考えられる。

受胎の成立のためには精液の注入、受精、胚発生、着床等の多くのプロセスを経る必要があるが、これらプロセスの皮切りとなっているのが精液の注入から受精に至るまでのプロセスである。すなわち、精液の注入から受精に至るまでのプロセスが受胎の成否を左右する最初の障壁であり、このプロセスを完了することができなければその後の全てのプロセスに進むことすらできないといえる。さらに、この精液の注入から受精に至るまでのプロセスには、精子を受精の場まで導くことと、精子を受精可能な状態にすることの2つの大きなイベントが存在する。これらの2つのイベントのいずれか一方でも達成できなければ受精に至ることはできないことから、精子を受精の場まで導く機構および精子を受精可能な状態にする機構の理解を深めることは、ウシにおける受精ならびに受胎性制御機構の解明につながる。

精子を受精の場まで導く機構および精子を受精可能な状態にする機構にはそれ ぞれ運動能と受精能という2つの精子機能が深く関与している。精子の運動能と受精 能は射出または注入されてから受精に至るまでダイナミックに変動しており、受精の 成立のためには、これら精子機能が雌性生殖器内で適切に制御される必要がある。先 行研究より、射出された精子は受精能を持たず雌性生殖器内で受精能を獲得すること、また、排卵された(卵母細胞が存在する)卵管により多くの精子が集まることが古く から知られている [3, 4]。よって、これら運動能および受精能はともに雌性生殖器由 来の因子、すなわち雌性因子により制御されているということが推察される。しかし ながら、ウシにおける精子機能を制御している雌性因子に関する知見はマウスやヒト 等の他の動物種と比較して圧倒的に少ないのが現状である。以上より、ウシ精子機能 を制御する雌性因子を特定することが受精ならびに受胎性制御機構の理解に貢献し、ひいては生産性の向上に貢献することが期待できると考えられる。

従って、本研究の目的はウシ精子の運動能ならびに受精能を制御する雌性因子を特定し、その制御機構を解明することである。本研究の構成については、まず第 2 章にて、ウシ精子の運動能を制御し、精子を卵母細胞へと導く雌性因子の特定を試みた。続いて第 3 章にて、ウシ精子の受精能を制御し、その後の受精と胚発生までを制御する雌性因子の特定を試みた。

この論文で使われている画像

参考文献

1. Barbat A, Le Mezec P, Ducrocq V, Mattalia S, Fritz S, Boichard D, Ponsart C,Humblot P. Female fertility in French dairy breeds: current situation and strategies for improvement. J Reprod Dev 2010; 56 Suppl: S15-21.

2. Dochi O, Kabeya S,Koyama H. Factors affecting reproductive performance in high milk-producing Holstein cows. J Reprod Dev 2010; 56 Suppl: S61-65.

3. Williams M, Hill CJ, Scudamore I, Dunphy B, Cooke ID,Barratt CL. Sperm numbers and distribution within the human fallopian tube around ovulation. Hum Reprod 1993; 8: 2019-2026.

4. Yanagimachi R,Chang MC. FERTILIZATION OF HAMSTER EGGS IN VITRO.Nature 1963; 200: 281-282.

5. Eisenbach M,Tur-Kaspa I. Do human eggs attract spermatozoa? Bioessays 1999; 21: 203-210.

6. Eisenbach M,Giojalas LC. Sperm guidance in mammals - an unpaved road to the egg. Nat Rev Mol Cell Biol 2006; 7: 276-285.

7. Bian F, Mao G, Guo M, Wang J, Li J, Han Y, Chen X, Zhang M,Xia G. Gradients of natriuretic peptide precursor A (NPPA) in oviduct and of natriuretic peptide receptor 1 (NPR1) in spermatozoon are involved in mouse sperm chemotaxis and fertilization. J Cell Physiol 2012; 227: 2230-2239.

8. Caballero-Campo P, Buffone MG, Benencia F, Conejo-Garcia JR, Rinaudo PF,Gerton GL. A role for the chemokine receptor CCR6 in mammalian sperm motility and chemotaxis. J Cell Physiol 2014; 229: 68-78.

9. Fukuda N, Yomogida K, Okabe M,Touhara K. Functional characterization of a mouse testicular olfactory receptor and its role in chemosensing and in regulation of sperm motility. J Cell Sci 2004; 117: 5835-5845.

10. Kong N, Xu X, Zhang Y, Wang Y, Hao X, Zhao Y, Qiao J, Xia G,Zhang M.Natriuretic peptide type C induces sperm attraction for fertilization in mouse. Sci Rep 2017; 7: 39711.

11. Spehr M, Gisselmann G, Poplawski A, Riffell JA, Wetzel CH, Zimmer RK,Hatt H. Identification of a testicular odorant receptor mediating human sperm chemotaxis. Science 2003; 299: 2054-2058.

12. Zuccarello D, Ferlin A, Garolla A, Menegazzo M, Perilli L, Ambrosini G,ForestaC. How the human spermatozoa sense the oocyte: a new role of SDF1-CXCR4 signalling. Int J Androl 2011; 34: e554-565.

13. Gil PI, Guidobaldi HA, Teves ME, Unates DR, Sanchez R,Giojalas LC. Chemotactic response of frozen-thawed bovine spermatozoa towards follicular fluid. Anim Reprod Sci 2008; 108: 236-246.

14. Mondal MA, Takagi Y, Baba SA,Hamano KI. Possible ability of bovine follicular fluid to attract migrating bull spermatozoa. Reprod Med Biol 2017; 16: 133-138.

15. Lee SL, Kao CC,Wei YH. Antithrombin III enhances the motility and chemotaxis of boar sperm. Comp Biochem Physiol Comp Physiol 1994; 107: 277-282.

16. Crisman RO, McDonald LE,Wallace CE. Oviduct (uterine tube) transport of ova in the cow. Am J Vet Res 1980; 41: 645-647.

17. Ellington JE. The bovine oviduct and its role in reproduction: a review of the literature. Cornell Vet 1991; 81: 313-328.

18. Austin CR. The capacitation of the mammalian sperm. Nature 1952; 170: 326.

19. Chang MC. Fertilizing capacity of spermatozoa deposited into the fallopian tubes.Nature 1951; 168: 697-698.

20. Travis AJ,Kopf GS. The role of cholesterol efflux in regulating the fertilization potential of mammalian spermatozoa. J Clin Invest 2002; 110: 731-736.

21. Visconti PE,Kopf GS. Regulation of protein phosphorylation during sperm capacitation. Biol Reprod 1998; 59: 1-6.

22. Gupta SK,Bhandari B. Acrosome reaction: relevance of zona pellucida glycoproteins.Asian J Androl 2011; 13: 97-105.

23. Satouh Y, Inoue N, Ikawa M,Okabe M. Visualization of the moment of mouse sperm-egg fusion and dynamic localization of IZUMO1. J Cell Sci 2012; 125: 4985-4990.

24. Ramirez AR, Castro MA, Angulo C, Ramio L, Rivera MM, Torres M, Rigau T, Rodriguez-Gil JE,Concha, II. The presence and function of dopamine type 2 receptors in boar sperm: a possible role for dopamine in viability, capacitation, and modulation of sperm motility. Biol Reprod 2009; 80: 753-761.

25. Puente MA, Tartaglione CM,Ritta MN. Bull sperm acrosome reaction induced by gamma-aminobutyric acid (GABA) is mediated by GABAergic receptors type A. Anim Reprod Sci 2011; 127: 31-37.

26. Meizel S,Turner KO. Serotonin or its agonist 5-methoxytryptamine can stimulate hamster sperm acrosome reactions in a more direct manner than catecholamines. J Exp Zool 1983; 226: 171-174.

27. Zhao D,Pothoulakis C. Effects of NT on gastrointestinal motility and secretion, and role in intestinal inflammation. Peptides 2006; 27: 2434-2444.

28. Carraway R,Leeman SE. The isolation of a new hypotensive peptide, neurotensin, from bovine hypothalami. J Biol Chem 1973; 248: 6854-6861.

29. Binder EB, Kinkead B, Owens MJ,Nemeroff CB. Neurotensin and dopamine interactions. Pharmacol Rev 2001; 53: 453-486.

30. Hiradate Y, Inoue H, Kobayashi N, Shirakata Y, Suzuki Y, Gotoh A, Roh SG, Uchida T, Katoh K, Yoshida M, Sato E,Tanemura K. Neurotensin enhances sperm capacitation and acrosome reaction in mice. Biol Reprod 2014; 91: 53.

31. Cerny KL, Garrett E, Walton AJ, Anderson LH,Bridges PJ. A transcriptomal analysis of bovine oviductal epithelial cells collected during the follicular phase versus the luteal phase of the estrous cycle. Reprod Biol Endocrinol 2015; 13: 84.

32. Cross NL,Watson SK. Assessing acrosomal status of bovine sperm using fluoresceinated lectins. Theriogenology 1994; 42: 89-98.

33. Roy SC,Atreja SK. Capacitation-associated protein tyrosine phosphorylation starts early in buffalo (Bubalus bubalis) spermatozoa as compared to cattle. Anim Reprod Sci 2009; 110: 319-325.

34. Holm P, Booth PJ, Schmidt MH, Greve T,Callesen H. High bovine blastocyst development in a static in vitro production system using SOFaa medium supplemented with sodium citrate and myo-inositol with or without serum-proteins. Theriogenology 1999; 52: 683-700.

35. Thouas GA, Korfiatis NA, French AJ, Jones GM,Trounson AO. Simplified technique for differential staining of inner cell mass and trophectoderm cells of mouse and bovine blastocysts. Reprod Biomed Online 2001; 3: 25-29.

36. Lane M,Gardner DK. Differential regulation of mouse embryo development and viability by amino acids. J Reprod Fertil 1997; 109: 153-164.

37. O'Hara L, Forde N, Kelly AK,Lonergan P. Effect of bovine blastocyst size at embryo transfer on day 7 on conceptus length on day 14: can supplementary progesterone rescue small embryos? Theriogenology 2014; 81: 1123-1128.

38. Breitbart H. Signaling pathways in sperm capacitation and acrosome reaction. Cell Mol Biol (Noisy-le-grand) 2003; 49: 321-327.

39. Shi WX,Bunney BS. Actions of neurotensin: a review of the electrophysiological studies. Ann N Y Acad Sci 1992; 668: 129-145.

40. Firth SI, Boelen MK,Morgan IG. Enkephalin, neurotensin and somatostatin increase cAMP levels in the chicken retina. Aust N Z J Ophthalmol 1998; 26 Suppl 1: S65-67.

41. Carraway RE,Mitra SP. Neurotensin enhances agonist-induced cAMP accumulation in PC3 cells via Ca2+ -dependent adenylyl cyclase(s). Mol Cell Endocrinol 1998; 144: 47-57.

42. Talbot P, Summers RG, Hylander BL, Keough EM,Franklin LE. The role of calcium in the acrosome reaction: an analysis using ionophore A23187. J Exp Zool 1976; 198: 383-392.

43. Breitbart H. Intracellular calcium regulation in sperm capacitation and acrosomal reaction. Mol Cell Endocrinol 2002; 187: 139-144.

44. Oikawa T, Itahashi T, Yajima R,Numabe T. Glutathione treatment of Japanese Black bull sperm prior to intracytoplasmic sperm injection promotes embryo development. J Reprod Dev 2018; 64: 303-309.

45. Salamone DF, Canel NG,Rodriguez MB. Intracytoplasmic sperm injection in domestic and wild mammals. Reproduction 2017; 154: F111-F124.

46. Sakumoto R, Hayashi KG, Saito S, Kanahara H, Kizaki K,Iga K. Comparison of the global gene expression profiles in the bovine endometrium between summer and autumn. J Reprod Dev 2015; 61: 297-303.

参考文献をもっと見る

全国の大学の
卒論・修論・学位論文

一発検索!

この論文の関連論文を見る