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ミトコンドリア外膜タンパク質Mul1欠損卵子における活性酸素レベルの増加は着床前の胚発生異常をもたらす

Increased ROS levels in mitochondrial outer membrane protein Mul1-deficient oocytes result in abnormal preimplantation embryogenesis FEBS Lett. 2024 Apr 19. doi: 10.1002/1873-3468.14876. Online ahead of print.

この論文は、ミトコンドリア外膜タンパク質Mul1*欠損卵子の胚発育について検証したものです。本研究結果から、Mul1欠損によりミトコンドリア機能が低下して活性酸素種(ROS)が過剰に生成されることで、卵子の質が低下して正常な胚発生が阻害される可能性があると報告しています。

*Mul1(ミトコンドリアE3ユビキチンリガーゼ1)は、ミトコンドリアの機能とダイナミクスを調整する重要なタンパク質。その欠損により、ミトコンドリアの分裂と融合のバランスが崩れることが示されている。

Graphical Abstract

Graphical Abstract ミトコンドリア外膜タンパク質Mul1欠損卵子における活性酸素レベルの増加は着床前の胚発生異常をもたらす
Mul1欠損卵子に由来するMul1ヘテロ接合体胚では着床前の胚発生が障害される。(A)着床前発生異常率。交配後3.5日目に胚を採取し、倒立顕微鏡下で胚発生を観察した。白色と灰色は異常胚、黒色は正常胚盤胞を表す(Mul1欠損胚(KO)はn = 38、野生型胚(WT)はn = 31)。(B)回収卵子数と受精率。(C) 桑実胚および胚盤胞の着床前発生異常率。受精後96時間で、胚発生を倒立顕微鏡で観察した。発生異常率は計算して示した。各実験は少なくとも8回繰り返され、各レプリケートには10~25個の卵母細胞が含まれた(野生型ではn = 13、Mul1欠損胚ではn = 8)。データは独立した実験の平均値±SEで示した(P > 0.05 by Student's t test)。

Abstract

これまでの研究からROSは卵子の成熟阻害に関連しており、N-アセチル-L-システイン(NAC)は、ROSの有害な作用を部分的に軽減することが報告されている。また、Mul1はミトコンドリア外膜に局在するタンパク質である。我々は、雌のMul1欠損マウスは不妊であり、その卵子は高濃度の活性酸素を含んでいることを発見した。受精後、Mul1欠損胚はDNA損傷応答(DDR)を示し、胚発生に異常がみられたが、これはNAC添加と活性酸素除去によって回復した。これらの観察結果は、卵子におけるMul1の欠損が活性酸素濃度を上昇させ、DDRを誘発し、着床前胚形成異常をもたらすことを明確に示している。我々は、卵子におけるミトコンドリアの活性酸素濃度を操作することが、不妊症をターゲットとした治療アプローチになる可能性があると結論づけた。

コメント

この論文は、Mul1欠損が卵子内のROSを増加させ、異常な胚発生を引き起こすこと論じています。Mul1の欠損によるROS増加とそれに伴う胚発生の異常は、不妊症や胚発生障害の原因を考える上で貢献できる情報の一つでしょう。異常な胚発生の回復手段も示されており、不妊治療の分野において新しい治療法開発の基盤となることが期待されます。

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