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 「体外成長・体外成熟卵母細胞における発生支持能制御因子に関する研究」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。
リケラボ

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

体外成長・体外成熟卵母細胞における発生支持能制御因子に関する研究

高島 友弥 東京農業大学

2022.09.01

概要

【背景および目的】
　生殖細胞は，種の維持に不可欠な細胞である。雌の生殖細胞である卵子は，ゲノム情報，エピゲノム情報，ミトコンドリアなどの細胞小器官，およびmRNA・タンパク質などの母性因子を次世代（胚）に継承する役目を担う。卵母細胞はその成長過程で，卵子として機能するための能力を獲得していく。卵母細胞／卵胞の体外成長培養（in vitro growth; IVG）は卵母細胞成長過程を体外で再現し，発生能を持たない成長期卵母細胞から機能的な卵子の作出を可能とする。卵巣から成長途上の卵母細胞を含む二次卵胞を採取し，12–14日間のIVGによって得られた卵母細胞は，in vivoで成長を完了させた卵核胞（Germinal vesicle; GV）期卵母細胞と同等に第二減数分裂中（Metaphase in the second meiosis; MII）期まで成熟する能力を有する。しかし，IVG卵母細胞に由来する受精卵の個体発生率は21–24%とin vivo由来受精卵の発生率59%と比較して低いのが現状である。このことから，現行のIVG由来卵母細胞の多くは，生殖に寄与する能力を有する完全な卵子とは異質の不完全なものであることが示唆されている。これまでの研究で，培養時の酸素濃度がIVG卵母細胞の成熟・受精後の発生能に影響しうることが報告されてきたが，卵母細胞内のどのような変化が発生能向上に寄与したのかは不明である。IVG卵母細胞の不完全性を理解することは，in vivoにおいて機能的な卵子がどのように形成されるのか，その過程の理解につながる。また，卵巣内の卵母細胞を生殖資源として効率的に利用するためには，至適IVG条件の検討が必要と考えられる。
　そこで当研究では，マウス二次卵胞のIVGにおける至適酸素濃度を検討すると共に，IVG卵母細胞の発生能を説明しうる機構の理解を目的とし，ミトコンドリア動態の解析とシングルセルRNA-seq（scRNA-seq）による遺伝子発現解析を実施した。

1. VG至適酸素濃度の決定とミトコンドリア異常
1-1.IVGにおける至適酸素濃度の決定
　出生後10日齢のマウス卵巣より単離した二次卵胞をコラーゲンコートメンブレン上で，2%ポリビニルピロリドン，5%ウシ胎子血清および0.1IU/ml卵胞刺激ホルモン添加αMEM中で12日間のIVGを実施し，IVG卵母細胞を作出した。通常酸素条件（20%）に加え5，7および10%酸素条件でIVGを実施した。IVG卵母細胞の体外成熟培養および体外受精により得られた受精卵をKSOM+AA中で5日間培養し，胚盤胞期胚までの発生能を比較した。20%群と比較し，5%群および7%群ではMII期までの成熟能が低下した一方で（p<0.01），5%群および7%群では受精後の発生能が顕著に上昇した（p<0.01）。胚作出効率（成熟率×発生率）は酸素濃度20%群で56%であるのに対して酸素濃度7%群で70%と最も高く，今回の試験群においてIVGの至適酸素濃度は7%であることが示された。

1-2.IVG卵母細胞におけるミトコンドリア動態の解析
　至適酸素条件7%群および通常条件20%群，そしてin vivo群のミトコンドリア動態を卵母細胞成長が完了したGV期卵母細胞および第二減数分裂中期まで成熟したMII期卵子で解析した。まずはミトコンドリア特異的蛍光プローブMito Trackerを用い，細胞内領域ごとの相対輝度値をもとにした局在パターンを解析した。その結果，GV期卵母細胞においてin vivo群では卵胞核周辺にミトコンドリアが局在する一方で，20％IVG群で卵核胞周辺部への異常な凝集，ならびに7%IVG群で細胞膜周縁部への脱局在を示す卵母細胞が顕著に多かった。正常なミトコンドリア局在を示した卵母細胞はin vivo群の62%と比較して20%IVG群で36%および7%IVG群で27%と低下した。MII期卵子においてもこれらの異常局在は回復せず，IVG群双方でミトコンドリアは核周辺部へ異常凝集した。
　次にJC-1プローブによるミトコンドリア膜電位を解析した。その結果，GV期卵母細胞においてin vivo群と比べ20%IVG群（p<0.05）および7%IVG群（p<0.05）における膜電位の低下が見られ，また20%IVG群では7%IVG群と比較してさらに有意な低下が認められた(p<0.05)。またMII期においても同様の傾向を示した。
　ミトコンドリアの量的な動態を明らかにするため，qPCRによるミトコンドリアDNAコピー数の定量解析を実施した。IVG前の成長期卵母細胞では23.1×104コピーのミトコンドリアDNAが含まれていた。このコピー数は，in vivo群ではGV期までに3.0倍，さらにMII期までに1.2倍増加し，最終的に成熟卵子あたり82.4×104コピーが含まれていた。一方でGV期において20%IVG群は49.0×104コピー（p<0.05）ならびに7%IVG群は44.1×104コピー（p<0.05）とin vivo群と比較し，ミトコンドリアDNAコピー数は顕著に低下した。またMII期においても20％IVG群で33.4×104コピー（p<0.05）ならびに7%IVG群で22.1×104コピー（p<0.05）とin vivo群と比較して有意に低く，双方で卵子成熟に伴って大幅にミトコンドリアDNAコピー数が減少した。
　以上より7%IVG群では20%IVG群と比較して卵母細胞のミトコンドリア膜電位の低下が改善されることが明らかとなった。その一方で，IVG卵母細胞ではin vivo由来卵母細胞と比較して，ミトコンドリア膜電位の低下，ミトコンドリアDNAコピー数の低下およびミトコンドリア局在の異常が共通して観察された。

1-3.IVG卵母細胞におけるミトコンドリア機能の解析
　IVG卵母細胞，特に20%IVG群においては，ミトコンドリア膜電位の低下に伴ったATP量低下やROS量増加が考えられた。そこでまず酸化ストレス感受性蛍光プローブCellROXプローブを用いてROSの相対定量解析を実施した。その結果，予想に反して7%IVG群における有意なROSの増加が見られ（p<0.05），その一方で，20%IVG群はin vivo群と同定度のROS量を示した。これはMII期卵子においても同様だった。
　次にルシフェラーゼを用いたATP定量解析を実施した。IVG前の成長期卵母細胞では平均して0.39pmolのATPが含まれたが，in vivoで成長を完了したGV期卵母細胞では0.46pmolのATPが含まれていた。しかし，成熟終了後のMII期卵子においてATP量は0.30pmolまで低下した。一方，IVG卵母細胞では予想に反し，GV期卵母細胞において20%IVG群で0.57pmol（p<0.05）ならびに7%IVG群で0.65pmol（p<0.05）とin vivo群よりも顕著なATP量の増加が見られた。しかしながらMII期卵子ではIVG群のATP量はin vivo群と同程度まで低下し，有意な差も認められなくなった。
　以上の結果よりIVG群におけるミトコンドリア膜電位の著しい低下はROS量の増加やATP量の低下を伴わないことが分かった。これはIVG卵母細胞由来胚の発生能低下が，ROSやATPに代表されるミトコンドリア異常の二次的な影響ではなく，異常な卵子ミトコンドリアが母性ミトコンドリアとして次世代に継承され，胚発生期間においてミトコンドリア機能低下が顕在化するという直接的な影響によるものと考えられた。一方，GV期のIVG卵母細胞はin vivo由来の卵母細胞と比較して大量のATPを含有するにも関わらず，成熟後，MII期ではこの量的差が無くなった。これまでに卵母細胞の成熟過程では，卵母細胞内でATP生産および消費が起きることが報告されており，IVG卵母細胞ではミトコンドリア機能低下によって卵子成熟におけるATP生産が消費に追い付かなかったものと考えられた。

2. 母性ミトコンドリアが発生能に与える影響
　IVG卵母細胞の異常なミトコンドリア特性が母性ミトコンドリアとして胚へ継承され，胚発生能低下を誘起することが考えられた。そこでIVG卵母細胞に由来する2細胞期胚のミトコンドリア動態を解析した。in vivo由来MII期卵子の体外受精により得られたin vivo胚および7%IVGに由来するin vitro胚の2細胞期におけるミトコンドリア膜電位の解析およびミトコンドリア相対定量解析を実施した。その結果，GV期卵母細胞やMII期卵子同様にin vivo胚と比較して，in vitro胚でミトコンドリア膜電位（p<0.05）およびミトコンドリア量（p＜0.05）の有意な低下が認められた。これはIVG卵母細胞における異常なミトコンドリア特性が受精を介して消去されず，初期胚へ継承されたことを示唆した。次に，ミトコンドリア量解析後の2細胞期胚の発生能を追跡し，母性ミトコンドリア量が胚発生に与える影響を解析した。その結果，胚盤胞期胚まで到達した胚はミトコンドリアを多く含有する傾向にあり，また2細胞期胚で発生停止を示した胚は胚盤胞期胚まで到達した胚に比べてミトコンドリア含有量が有意に少ないことが分かった（p<0.01）。さらに，胚盤胞期および桑実胚期まで到達した胚をミトコンドリア量の多寡から2群に分別し，胚の移植実験を通してミトコンドリア量が個体発生能に与える影響を解析した。その結果，個体発生能に差は見られなかったものの，ミトコンドリアを多く含有する群において着床率は有意に向上した（p<0.05）。以上の結果から，卵母細胞におけるミトコンドリアの正常性は，胚のミトコンドリア正常性に影響を与え，また母性ミトコンドリア量の発生能への影響しうることが示され，in vitro胚の低発生能の一因が母性ミトコンドリア異常であることが示唆された。

3. 卵母細胞の発生能に寄与しうる分子経路の同定
3-1.大規模遺伝子発現プロファイルの解析
　各群の卵母細胞が有する遺伝子発現プロファイルを解析した。QIAseqを用いて5，7，10および20%酸素濃度で培養したGV期のIVG卵母細胞，そしてin vivo由来卵母細胞のscRNA-seqを実施し，遺伝子発現プロファイルを取得した。主成分分析の結果，主集団から外れた位置にプロットされる亜集団を同定した。卵母細胞成長過程における高発現遺伝子の一部にPC1（94.1%）への強い寄与が見られ，またこれらの遺伝子の亜集団内における遺伝子発現傾向が一様でなかったことから亜集団に属する卵母細胞は，正常な卵母細胞成長から外れた卵母細胞集団であることが考えられた。これらの亜集団を除去後，再度，主成分分析を行った結果，20％，10%，7%および5%と培養酸素濃度の低下に伴ってin vivo群に近づいていくようにプロットされた。5%群は主集団において最もin vivo群に近しい遺伝子発現プロファイルを示したのにも関わらず，多くの5%群卵母細胞（n=8/24）が亜集団に属しており，成熟率は低い一方で，成熟を完了できた卵子が高い発生率を示す5%群の卵子の特性と符合した。

3-2.20％酸素条件で得られたIVG卵母細胞に特異的な異常発現遺伝子の解析
　20%酸素条件で得られたIVG卵母細胞と比較し，7%群酸素条件で得られたIVG卵母細胞がより高い発生能を有していたことから，この胚発生能改善に寄与する分子生物学的機序の解明を目的に，通常条件20%群および至適酸素条件7%群のそれぞれとin vivo由来卵母細胞群における発現変動遺伝子を解析した。DESeq2を用いたward検定により抽出した各群間の発現変動遺伝子のうち20%群特異的に異常発現を示した2,555遺伝子を抽出した（padj<0.05）。これらの遺伝子は20%群で発現異常を示し，7%群では発現改善することから発生能改善に関与する分子生物学的経路の濃縮が期待された。エンリッチメント解析の結果，「Cell cycle」や「Regulation of translation」など卵子成長過程における生物学的イベントに符合するGO term，KEGG pathwayが多く濃縮された他，「Apoptotic process」および「Sphingolipid signal pathway」も併せて濃縮された（q<0.05）。スフィンゴ脂質代謝経路は，細胞膜成分であるスフィンゴミエリンを代謝し，また脂質メディエーターとして細胞死を誘起するセラミドならびに細胞生存を促すスフィンゴシン一リン酸を代謝する経路として知られる。また，スフィンゴ脂質代謝はスフィンゴ脂質を新規合成するde novo経路とセラミド・スフィンゴシン一リン酸を相互変換し，細胞死を制御するsalvage経路の二つの経路からなりセラミド合成が亢進された場合，アポトーシスが誘起され，ミトコンドリア損傷が生じる。濃縮されたスフィンゴ脂質代謝遺伝子の発現傾向に着目したところ，de novo経路，salvage経路双方でセラミド合成の異常亢進が示唆された。LC-MS解析により卵母細胞内のセラミド（d18:1/16:0）を定量した結果，in vivo群に対し，20%群で1.9倍の顕著なセラミド量の増加が示された（p<0.05）その一方で，7%群では1.3倍程度と有意な変化は見られず，スフィンゴ脂質代謝遺伝子の発現変動パターンに符合した。またこのセラミド含有量の変化は，GV期卵母細胞におけるミトコンドリア膜電位の変化と強い逆相関を示し，20%群におけるセラミド蓄積量の増加に伴ったミトコンドリア損傷が強く示唆された。一方，ミトコンドリアゲノムの複製・転写を促進するTfamやミトコンドリアの融合および分裂に働くMfn1およびDrp1など，ミトコンドリア制御遺伝子に着目すると，3群間において発現変動は見られたが発生能改善やミトコンドリア機能を説明しうる分子経路は同定できなかった。

3-3.正常な卵母細胞の遺伝子発現プロファイルを導くマスター遺伝子の推定
　次に，in vivo由来卵母細胞と比較して20%あるいは7%の酸素濃度によらずIVG由来卵母細胞で共通して発現変動する1,831遺伝子に着目した。これらのうち714遺伝子はIVG卵母細胞で共通して発現上昇し，489遺伝子が発現低下を示した。エンリッチメント解析の結果，発現低下遺伝子中に「Regulation of transcription, DNA-templated」の濃縮が見られた。このことからIVG群における遺伝子発現プロファイルの不完全性は，転写関連遺伝子に起因すると考え，発現低下を示した転写関連遺伝子56遺伝子を正常な卵母細胞遺伝子発現プロファイル導くマスター遺伝子の候補として抽出した。一方，20%群，7%群およびin vivo群の遺伝子発現プロファイルの階層的クラスタリング解析の結果，大部分の卵母細胞はそれぞれの群に従ったクラスタに属した。しかし一部の7%群卵母細胞はin vivo群クラスタに属していた。7%群におけるこれらの集団をin vivo-like（IVL）群とし，通常の7%（canonical）群と区別した。これらとin vivo群の遺伝子発現プロファイルを発現変動遺伝子解析に供試した。その結果，IVL群–canonical群間で有意に発現が変動し，かつ，IVL群–in vivo群間で変動を示さなかった1,623遺伝子に着目した（padj<0.05）。ここで，IVG卵母細胞で共通して発現低下を示した転写関連遺伝子，すなわち，正常な卵母細胞の遺伝子発現プロファイルを導くマスター遺伝子の候補として抽出した56遺伝子が，この1,623遺伝子に含まれるか否かを調べた。その結果，IVL群では56遺伝子中10遺伝子がin vivo群の発現レベルにまで回復し，この10遺伝子には，卵母細胞成長期移行に必須なNoboxが含まれた。さらに，各卵母細胞間における遺伝子発現動態がNoboxに相関(r≧0.7，log2(CPM+1)>6)を示した87遺伝子をNobox下流候補遺伝子として抽出したところ，NOBOXによる転写制御が報告されているGdf9が含まれた。さらに，卵母細胞の成長，受精およびエピジェネティック修飾の確立にそれぞれ不可欠なKit，Zp2およびNlrp5などもNobox下流候補遺伝子として抽出され，卵母細胞成長におけるNoboxの新しい機能的側面が示唆された。

【総合考察・総括】
　本研究において，マウス二次卵胞のIVGには7%酸素条件が至適であり，従来の20%酸素条件よりも胚盤胞期への発生率が大幅に改善することが明らかになった。この20%酸素条件におけるIVG由来胚の発生能低下は，ミトコンドリア膜電位の顕著な低下が一因していると考えられた。また，このミトコンドリア膜電位の低下を伴う発生能の低下は，GV期卵母細胞におけるスフィンゴ脂質代謝関連遺伝子の異常発現に起因する過剰なセラミドの蓄積が一因すると考えられた。卵母細胞の体外成熟培地にセラミドやセラミド合成の前駆物質となるパルミチン酸を添加すると得られた卵子の発生能が低下することが報告されている。また，in vivoでは卵胞成長に伴い卵胞内の酸素分圧低下すること，暑熱ストレス下では卵子の発生能が低下する他，卵胞内の酸素分圧の低下が鈍化することが報告されている。そのため，卵母細胞成長過程では，ミトコンドリアインテグリティを維持するための機構として酸素濃度を能動的に制御している可能性が考えられた。一方，至適な7%酸素条件で作出されたIVG由来胚においても，その発生能はin vivo由来胚より顕著に低かった。IVG卵母細胞の損傷した母性ミトコンドリアは初期胚に継承され，2細胞期以降の発生能および着床までの発生能を低下させることが分かった。一方，in vivo由来卵母細胞の遺伝子発現プロファイルと同様のプロファイルを獲得するためのマスター遺伝子として複数の転写関連因子を抽出し，中でもNoboxが，卵母細胞の成長期への移行のみならず発生能獲得に機能する遺伝子の発現を制御している可能性が新たに示唆された。本研究成果が，体外配偶子生産における高効率化，ならびに卵母細胞成長過程における胚発生能獲得機構の理解につながるものと期待したい。

論文の公開元へ

この論文で使われている画像

関連論文

関連論文をもっと見る

参考文献

Adams IR & McLaren A 2002 Sexually dimorphic development of mouse primordial germ cells: switching from oogenesis to spermatogenesis. Development 129 1155- 1164.

Albrecht KH & Eicher EM 2001 Evidence that Sry is expressed in pre-Sertoli cells and Sertoli and granulosa cells have a common precursor. Dev Biol 240 92-107.

Babayev E & Seli E 2015 Oocyte mitochondrial function and reproduction. Curr Opin Obstet Gynecol 27 175-181.

Banwell KM, Lane M, Russell DL, Kind KL & Thompson JG 2007 Oxygen concentration during mouse oocyte in vitro maturation affects embryo and fetal development. Hum Reprod 22 2768-2775.

Basini G, Bianco F, Grasselli F, Tirelli M, Bussolati S & Tamanini C 2004 The effects of reduced oxygen tension on swine granulosa cell. Regul Pept 120 69-75.

Batt PA, Gardner DK & Cameron AW 1991 Oxygen concentration and protein source affect the development of preimplantation goat embryos in vitro. Reprod Fertil Dev 3 601-607.

Bayne RA, Kinnell HL, Coutts SM, He J, Childs AJ & Anderson RA 2015 GDF9 is transiently expressed in oocytes before follicle formation in the human fetal ovary and is regulated by a novel NOBOX transcript. PLoS One 10 e0119819.

Bonneau B, Ando H, Kawaai K, Hirose M, Takahashi-Iwanaga H & Mikoshiba K 2016 IRBIT controls apoptosis by interacting with the Bcl-2 homolog, Bcl2l10, and by promoting ER-mitochondria contact. Elife 5.

Bose R, Verheij M, Haimovitz-Friedman A, Scotto K, Fuks Z & Kolesnick R 1995 Ceramide synthase mediates daunorubicin-induced apoptosis: an alternative mechanism for generating death signals. Cell 82 405-414.

Cao L, Shitara H, Horii T, Nagao Y, Imai H, Abe K, Hara T, Hayashi J & Yonekawa H 2007 The mitochondrial bottleneck occurs without reduction of mtDNA content in female mouse germ cells. Nat Genet 39 386-390.

Cao Z, Xu T, Tong X, Wang Y, Zhang D, Gao D, Zhang L, Ning W, Qi X, Ma Y, Yu T, Knott JG & Zhang Y 2019 Maternal Yes-Associated Protein Participates in Porcine Blastocyst Development via Modulation of Trophectoderm Epithelium Barrier Function. Cells 8.

Carbognin E, Betto RM, Soriano ME, Smith AG & Martello G 2016 Stat3 promotes mitochondrial transcription and oxidative respiration during maintenance and induction of naive pluripotency. EMBO J 35 618-634.

Choi Y, Qin Y, Berger MF, Ballow DJ, Bulyk ML & Rajkovic A 2007 Microarray analyses of newborn mouse ovaries lacking Nobox. Biol Reprod 77 312-319.

Choi Y & Rajkovic A 2006 Characterization of NOBOX DNA binding specificity and its regulation of Gdf9 and Pou5f1 promoters. J Biol Chem 281 35747-35756.

Clark AR, Stokes YM, Lane M & Thompson JG 2006 Mathematical modelling of oxygen concentration in bovine and murine cumulus-oocyte complexes. Reproduction 131 999-1006.

Cross PC & Brinster RL 1970 In vitro development of mouse oocytes. Biol Reprod 3 298- 307.

de Castro EPLA, Andrzejewski J, Julian D, Spicer LJ & Hansen PJ 2008 Oxygen and steroid concentrations in preovulatory follicles of lactating dairy cows exposed to acute heat stress. Theriogenology 69 805-813.

Eppig JJ 1977 Mouse oocyte development in vitro with various culture systems. Dev Biol 60 371-388.

Eppig JJ & Wigglesworth K 1995 Factors affecting the developmental competence of mouse oocytes grown in vitro: oxygen concentration. Mol Reprod Dev 42 447- 456.

Fischer B, Kunzel W, Kleinstein J & Gips H 1992 Oxygen tension in follicular fluid falls with follicle maturation. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol 43 39-43.

Ge H, Tollner TL, Hu Z, Dai M, Li X, Guan H, Shan D, Zhang X, Lv J, Huang C & Dong Q 2012 The importance of mitochondrial metabolic activity and mitochondrial DNA replication during oocyte maturation in vitro on oocyte quality and subsequent embryo developmental competence. Mol Reprod Dev 79 392-401.

Ghorbanmehr N, Salehnia M & Amooshahi M 2018 The Effects of Sodium Selenite on Mitochondrial DNA Copy Number and Reactive Oxygen Species Levels of In Vitro Matured Mouse Oocytes. Cell J 20 396-402.

Ginsburg M, Snow MH & McLaren A 1990 Primordial germ cells in the mouse embryo during gastrulation. Development 110 521-528.

Gudz TI, Tserng KY & Hoppel CL 1997 Direct inhibition of mitochondrial respiratory chain complex III by cell-permeable ceramide. J Biol Chem 272 24154-24158.

Gupta SK, Bhandari B, Shrestha A, Biswal BK, Palaniappan C, Malhotra SS & Gupta N 2012 Mammalian zona pellucida glycoproteins: structure and function during fertilization. Cell Tissue Res 349 665-678.

Gwatkin RB & Haidri AA 1974 Oxygen requirements for the maturation of hamster oocytes. J Reprod Fertil 37 127-129.

Haidri AA, Miller IM & Gwatkin RB 1971 Culture of mouse oocytes in vitro, using a system without oil or protein. J Reprod Fertil 26 409-411.

Hamazaki N, Kyogoku H, Araki H, Miura F, Horikawa C, Hamada N, Shimamoto S, Hikabe O, Nakashima K, Kitajima TS, Ito T, Leitch HG & Hayashi K 2021 Reconstitution of the oocyte transcriptional network with transcription factors. Nature 589 264-269.

Harada M, Miyano T, Matsumura K, Osaki S, Miyake M & Kato S 1997 Bovine oocytes from early antral follicles grow to meiotic competence in vitro: effect of FSH and hypoxanthine. Theriogenology 48 743-755.

Haraguchi S, Ikeda M, Akagi S & Hirao Y 2020 Dynamic Changes in pStat3 are Involved in Meiotic Spindle Assembly in Mouse Oocytes. Int J Mol Sci 21.

Hashimoto S, Minami N, Takakura R, Yamada M, Imai H & Kashima N 2000 Low oxygen tension during in vitro maturation is beneficial for supporting the subsequent development of bovine cumulus-oocyte complexes. Mol Reprod Dev 57 353-360.

Hayashi K, Hikabe O, Obata Y & Hirao Y 2017 Reconstitution of mouse oogenesis in a dish from pluripotent stem cells. Nat Protoc 12 1733-1744.

Hayashi K, Ogushi S, Kurimoto K, Shimamoto S, Ohta H & Saitou M 2012 Offspring from oocytes derived from in vitro primordial germ cell-like cells in mice. Science 338 971-975.

Hayashi K, Ohta H, Kurimoto K, Aramaki S & Saitou M 2011 Reconstitution of the mouse germ cell specification pathway in culture by pluripotent stem cells. Cell 146 519-532.

Hirao Y, Itoh T, Shimizu M, Iga K, Aoyagi K, Kobayashi M, Kacchi M, Hoshi H & Takenouchi N 2004 In vitro growth and development of bovine oocyte-granulosa cell complexes on the flat substratum: effects of high polyvinylpyrrolidone concentration in culture medium. Biol Reprod 70 83-91.

Hirao Y & Miyano T 2008 <i>In Vitro</i> Growth of Mouse Oocytes: Oocyte Size at the Beginning of Culture Influences the Appropriate Length of Culture Period. Journal of Mammalian Ova Research 25 56-62.

Hirao Y, Nagai T, Kubo M, Miyano T, Miyake M & Kato S 1994 In vitro growth and maturation of pig oocytes. J Reprod Fertil 100 333-339.

Hirao Y, Shimizu M, Iga K & Takenouchi N 2012 Optimization of oxygen concentration for growing bovine oocytes in vitro: constant low and high oxygen concentrations compromise the yield of fully grown oocytes. J Reprod Dev 58 204-211.

Hiura H, Obata Y, Komiyama J, Shirai M & Kono T 2006 Oocyte growth-dependent progression of maternal imprinting in mice. Genes Cells 11 353-361.

Houghton FD 2006 Energy metabolism of the inner cell mass and trophectoderm of the mouse blastocyst. Differentiation 74 11-18.

Iwamoto M, Onishi A, Fuchimoto D, Somfai T, Takeda K, Tagami T, Hanada H, Noguchi J, Kaneko H, Nagai T & Kikuchi K 2005 Low oxygen tension during in vitro maturation of porcine follicular oocytes improves parthenogenetic activation and subsequent development to the blastocyst stage. Theriogenology 63 1277-1289.

John GB, Gallardo TD, Shirley LJ & Castrillon DH 2008 Foxo3 is a PI3K-dependent molecular switch controlling the initiation of oocyte growth. Dev Biol 321 197-204.

Kim D, Langmead B & Salzberg SL 2015 HISAT: a fast spliced aligner with low memory requirements. Nat Methods 12 357-360.

Kim KH, Kim EY, Ko JJ & Lee KA 2019 Gas6 is a reciprocal regulator of mitophagy during mammalian oocyte maturation. Sci Rep 9 10343.

Kitagawa Y, Suzuki K, Yoneda A & Watanabe T 2004 Effects of oxygen concentration and antioxidants on the in vitro developmental ability, production of reactive oxygen species (ROS), and DNA fragmentation in porcine embryos. Theriogenology 62 1186-1197.

Koubova J, Menke DB, Zhou Q, Capel B, Griswold MD & Page DC 2006 Retinoic acid regulates sex-specific timing of meiotic initiation in mice. Proc Natl Acad Sci U S A 103 2474-2479.

Larsen PJ & Tennagels N 2014 On ceramides, other sphingolipids and impaired glucose homeostasis. Mol Metab 3 252-260.

Legge M & Sellens MH 1991 Free radical scavengers ameliorate the 2-cell block in mouse embryo culture. Hum Reprod 6 867-871.

Li J & Foote RH 1993 Culture of rabbit zygotes into blastocysts in protein-free medium with one to twenty per cent oxygen. J Reprod Fertil 98 163-167.

Li J, Kim SG & Blenis J 2014 Rapamycin: one drug, many effects. Cell Metab 19 373- 379.

Li W, Zhao H, Zhuang R, Wang Y, Cao W, He Y, Jiang Y, Rui R & Ju S 2021 Fumonisin B1 exposure adversely affects porcine oocyte maturation in vitro by inducing mitochondrial dysfunction and oxidative stress. Theriogenology 164 1-11.

Liao Y, Smyth GK & Shi W 2014 featureCounts: an efficient general purpose program for assigning sequence reads to genomic features. Bioinformatics 30 923-930.

Love MI, Huber W & Anders S 2014 Moderated estimation of fold change and dispersion for RNA-seq data with DESeq2. Genome Biol 15 550.

Mahrous E, Yang Q & Clarke HJ 2012 Regulation of mitochondrial DNA accumulation during oocyte growth and meiotic maturation in the mouse. Reproduction 144 177-185.

Matsui Y & Mochizuki K 2014 A current view of the epigenome in mouse primordial germ cells. Mol Reprod Dev 81 160-170.

McKiernan SH & Bavister BD 1990 Environmental variables influencing in vitro development of hamster 2-cell embryos to the blastocyst stage. Biol Reprod 43 404-413.

McLaren A 1984 Meiosis and differentiation of mouse germ cells. Symp Soc Exp Biol 38 7-23.

Mizumachi S, Aritomi T, Sasaki K, Matsubara K & Hirao Y 2018 Macromolecular crowded conditions strengthen contacts between mouse oocytes and companion granulosa cells during in vitro growth. J Reprod Dev 64 153-160.

Monk D, Sanchez-Delgado M & Fisher R 2017 NLRPs, the subcortical maternal complex and genomic imprinting. Reproduction 154 R161-R170.

Morita Y, Perez GI, Paris F, Miranda SR, Ehleiter D, Haimovitz-Friedman A, Fuks Z, Xie Z, Reed JC, Schuchman EH, Kolesnick RN & Tilly JL 2000 Oocyte apoptosis is suppressed by disruption of the acid sphingomyelinase gene or by sphingosine-1- phosphate therapy. Nat Med 6 1109-1114.

Morohaku K, Hirao Y & Obata Y 2017 Development of fertile mouse oocytes from mitotic germ cells in vitro. Nat Protoc 12 1817-1829.

Morohaku K, Tanimoto R, Sasaki K, Kawahara-Miki R, Kono T, Hayashi K, Hirao Y & Obata Y 2016 Complete in vitro generation of fertile oocytes from mouse primordial germ cells. Proc Natl Acad Sci U S A 113 9021-9026.

Nagai S, Mabuchi T, Hirata S, Shoda T, Kasai T, Yokota S, Shitara H, Yonekawa H & Hoshi K 2006 Correlation of abnormal mitochondrial distribution in mouse oocytes with reduced developmental competence. Tohoku J Exp Med 210 137- 144.

Nagaraj R, Sharpley MS, Chi F, Braas D, Zhou Y, Kim R, Clark AT & Banerjee U 2017 Nuclear Localization of Mitochondrial TCA Cycle Enzymes as a Critical Step in Mammalian Zygotic Genome Activation. Cell 168 210-223 e211.

Naillat F, Saadeh H, Nowacka-Woszuk J, Gahurova L, Santos F, Tomizawa SI & Kelsey G 2021 Oxygen concentration affects de novo DNA methylation and transcription in in vitro cultured oocytes. Clin Epigenetics 13 132.

Neeman M, Abramovitch R, Schiffenbauer YS & Tempel C 1997 Regulation of angiogenesis by hypoxic stress: from solid tumours to the ovarian follicle. Int J Exp Pathol 78 57-70.

Noda Y, Goto Y, Umaoka Y, Shiotani M, Nakayama T & Mori T 1994 Culture of human embryos in alpha modification of Eagle's medium under low oxygen tension and low illumination. Fertil Steril 62 1022-1027.

Ota S, Ikeda S, Takashima T & Obata Y 2021 Optimal conditions for mouse follicle culture. J Reprod Dev.

Ou-Yang H, Wu SC, Sung LY, Yang SH, Yang SH, Chong KY & Chen CM 2021 STAT3 Is an Upstream Regulator of Granzyme G in the Maternal-To-Zygotic Transition of Mouse Embryos. Int J Mol Sci 22.

Oulad-Abdelghani M, Bouillet P, Decimo D, Gansmuller A, Heyberger S, Dolle P, Bronner S, Lutz Y & Chambon P 1996 Characterization of a premeiotic germ cell- specific cytoplasmic protein encoded by Stra8, a novel retinoic acid-responsive gene. J Cell Biol 135 469-477.

Pabon JE, Jr., Findley WE & Gibbons WE 1989 The toxic effect of short exposures to the atmospheric oxygen concentration on early mouse embryonic development. Fertil Steril 51 896-900.

Paillisson A, Dade S, Callebaut I, Bontoux M, Dalbies-Tran R, Vaiman D & Monget P 2005 Identification, characterization and metagenome analysis of oocyte-specific genes organized in clusters in the mouse genome. BMC Genomics 6 76.

Park JI, Hong JY, Yong HY, Hwang WS, Lim JM & Lee ES 2005 High oxygen tension during in vitro oocyte maturation improves in vitro development of porcine oocytes after fertilization. Anim Reprod Sci 87 133-141.

Pepling ME & Spradling AC 1998 Female mouse germ cells form synchronously dividing cysts. Development 125 3323-3328.

Pepling ME & Spradling AC 2001 Mouse ovarian germ cell cysts undergo programmed breakdown to form primordial follicles. Dev Biol 234 339-351.

Pincus G & Enzmann EV 1935 The Comparative Behavior of Mammalian Eggs in Vivo and in Vitro : I. The Activation of Ovarian Eggs. J Exp Med 62 665-675.

Pinyopummintr T & Bavister BD 1995 Optimum gas atmosphere for in vitro maturation and in vitro fertilization of bovine oocytes. Theriogenology 44 471-477.

Qin Y, Choi Y, Zhao H, Simpson JL, Chen ZJ & Rajkovic A 2007 NOBOX homeobox mutation causes premature ovarian failure. Am J Hum Genet 81 576-581.

Qin Y, Shi Y, Zhao Y, Carson SA, Simpson JL & Chen ZJ 2009 Mutation analysis of NOBOX homeodomain in Chinese women with premature ovarian failure. Fertil Steril 91 1507-1509.

Quinn P & Harlow GM 1978 The effect of oxygen on the development of preimplantation mouse embryos in vitro. J Exp Zool 206 73-80.

Rajkovic A, Pangas SA, Ballow D, Suzumori N & Matzuk MM 2004 NOBOX deficiency disrupts early folliculogenesis and oocyte-specific gene expression. Science 305 1157-1159.

Redding GP, Bronlund JE & Hart AL 2008 Theoretical investigation into the dissolved oxygen levels in follicular fluid of the developing human follicle using mathematical modelling. Reprod Fertil Dev 20 408-417.

Richards JS & Pangas SA 2010 The ovary: basic biology and clinical implications. J Clin Invest 120 963-972.

Saitou M, Kagiwada S & Kurimoto K 2012 Epigenetic reprogramming in mouse pre- implantation development and primordial germ cells. Development 139 15-31.

Saitou M, Payer B, O'Carroll D, Ohinata Y & Surani MA 2005 Blimp1 and the emergence of the germ line during development in the mouse. Cell Cycle 4 1736-1740.

Schneider CA, Rasband WS & Eliceiri KW 2012 NIH Image to ImageJ: 25 years of image analysis. Nat Methods 9 671-675.

Sha QQ, Yu JL, Guo JX, Dai XX, Jiang JC, Zhang YL, Yu C, Ji SY, Jiang Y, Zhang SY, Shen L, Ou XH & Fan HY 2018 CNOT6L couples the selective degradation of maternal transcripts to meiotic cell cycle progression in mouse oocyte. EMBO J 37.

Shimamoto S, Nishimura Y, Nagamatsu G, Hamada N, Kita H, Hikabe O, Hamazaki N & Hayashi K 2019 Hypoxia induces the dormant state in oocytes through expression of Foxo3. Proc Natl Acad Sci U S A 116 12321-12326.

Smitz J, Cortvrindt R & Van Steirteghem AC 1996 Normal oxygen atmosphere is essential for the solitary long-term culture of early preantral mouse follicles. Mol Reprod Dev 45 466-475.

Sorensen RA & Wassarman PM 1976 Relationship between growth and meiotic maturation of the mouse oocyte. Dev Biol 50 531-536.

St John J 2014 The control of mtDNA replication during differentiation and development. Biochim Biophys Acta 1840 1345-1354.

Sung HJ, Ma W, Wang PY, Hynes J, O'Riordan TC, Combs CA, McCoy JP, Jr., Bunz F, Kang JG & Hwang PM 2010 Mitochondrial respiration protects against oxygen- associated DNA damage. Nat Commun 1 5.

Suzumori N, Yan C, Matzuk MM & Rajkovic A 2002 Nobox is a homeobox-encoding gene preferentially expressed in primordial and growing oocytes. Mech Dev 111 137-141.

Takashima T, Fujimaru T & Obata Y 2021 Effect of in vitro growth on mouse oocyte competency, mitochondria and transcriptome. Reproduction.

Tanaka SS & Nishinakamura R 2014 Regulation of male sex determination: genital ridge formation and Sry activation in mice. Cell Mol Life Sci 71 4781-4802.

Tervit HR, Whittingham DG & Rowson LE 1972 Successful culture in vitro of sheep and cattle ova. J Reprod Fertil 30 493-497.

Thomas FH & Vanderhyden BC 2006 Oocyte-granulosa cell interactions during mouse follicular development: regulation of kit ligand expression and its role in oocyte growth. Reprod Biol Endocrinol 4 19.

Thompson JG, Simpson AC, Pugh PA, Donnelly PE & Tervit HR 1990 Effect of oxygen concentration on in-vitro development of preimplantation sheep and cattle embryos. J Reprod Fertil 89 573-578.

Tiede LM, Cook EA, Morsey B & Fox HS 2011 Oxygen matters: tissue culture oxygen levels affect mitochondrial function and structure as well as responses to HIV viroproteins. Cell Death Dis 2 e246.

Torre ML, Munari E, Albani E, Levi-Setti PE, Villani S, Faustini M, Conte U & Vigo D 2006 In vitro maturation of human oocytes in a follicle-mimicking three- dimensional coculture. Fertil Steril 86 572-576.

Tripurani SK, Lee KB, Wang L, Wee G, Smith GW, Lee YS, Latham KE & Yao J 2011a A novel functional role for the oocyte-specific transcription factor newborn ovary homeobox (NOBOX) during early embryonic development in cattle. Endocrinology 152 1013-1023.

Tripurani SK, Lee KB, Wee G, Smith GW & Yao J 2011b MicroRNA-196a regulates bovine newborn ovary homeobox gene (NOBOX) expression during early embryogenesis. BMC Dev Biol 11 25.

Umaoka Y, Noda Y, Narimoto K & Mori T 1992 Effects of oxygen toxicity on early development of mouse embryos. Mol Reprod Dev 31 28-33.

Van Blerkom J, Davis PW & Lee J 1995 ATP content of human oocytes and developmental potential and outcome after in-vitro fertilization and embryo transfer. Hum Reprod 10 415-424.

Wang E, Norred WP, Bacon CW, Riley RT & Merrill AH, Jr. 1991 Inhibition of sphingolipid biosynthesis by fumonisins. Implications for diseases associated with Fusarium moniliforme. J Biol Chem 266 14486-14490.

Wang Z, Liu CY, Zhao Y & Dean J 2020 FIGLA, LHX8 and SOHLH1 transcription factor networks regulate mouse oocyte growth and differentiation. Nucleic Acids Res 48 3525-3541.

Watson AJ, Watson PH, Warnes D, Walker SK, Armstrong DT & Seamark RF 1994 Preimplantation development of in vitro-matured and in vitro-fertilized ovine zygotes: comparison between coculture on oviduct epithelial cell monolayers and culture under low oxygen atmosphere. Biol Reprod 50 715-724.

Wickramasinghe D, Ebert KM & Albertini DF 1991 Meiotic competence acquisition is associated with the appearance of M-phase characteristics in growing mouse oocytes. Dev Biol 143 162-172.

Winata CL & Korzh V 2018 The translational regulation of maternal mRNAs in time and space. FEBS Lett 592 3007-3023.

Xu YN, Shen XH, Lee SE, Kwon JS, Kim DJ, Heo YT, Cui XS & Kim NH 2012 Autophagy influences maternal mRNA degradation and apoptosis in porcine parthenotes developing in vitro. J Reprod Dev 58 576-584.

Yoon SJ, Kim EY, Kim YS, Lee HS, Kim KH, Bae J & Lee KA 2009 Role of Bcl2-like 10 (Bcl2l10) in Regulating Mouse Oocyte Maturation. Biol Reprod 81 497-506.

Yuan B, Liang S, Jin YX, Kwon JW, Zhang JB & Kim NH 2016 Progesterone influences cytoplasmic maturation in porcine oocytes developing in vitro. PeerJ 4 e2454.

Zeng HT, Ren Z, Yeung WS, Shu YM, Xu YW, Zhuang GL & Liang XY 2007 Low mitochondrial DNA and ATP contents contribute to the absence of birefringent spindle imaged with PolScope in in vitro matured human oocytes. Hum Reprod 22 1681-1686.

Zhang K & Smith GW 2015 Maternal control of early embryogenesis in mammals. Reprod Fertil Dev 27 880-896.

Zitomer NC, Mitchell T, Voss KA, Bondy GS, Pruett ST, Garnier-Amblard EC, Liebeskind LS, Park H, Wang E, Sullards MC, Merrill AH, Jr. & Riley RT 2009 Ceramide synthase inhibition by fumonisin B1 causes accumulation of 1- deoxysphinganine: a novel category of bioactive 1-deoxysphingoid bases and 1- deoxydihydroceramides biosynthesized by mammalian cell lines and animals. J Biol Chem 284 4786-4795.

参考文献をもっと見る

全国の大学の
卒論・修論・学位論文
を
一発検索！

この論文の関連論文を見る