受精における精子および卵子の生物学的機能解析 : 特に配偶子接着・精子核膨化・卵子活性化を中心に(1 受精機構とその異常)
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概要
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To investigate the molecular process of human fertilization, we studied the existence and the functional role of 3 proteins(SP10, nucleoproteins, syntaxin)in human and mouse gametes. SP10 is a sperm intra-acrosomal protein. We established a monoclonal antibody(mAb pepSP10)against a peptide that included the most hydrophilic portion of human SP10. SP10 was found to be localized in the equatorial region of acrosome-reacted human sperm. The mAb pepSP10 inhibited sperm-oolemma binding in the zona-free hamster egg penetration test, but it did not inhibit sperm-zona binding in the hemizona assay. Furthemore, we demonstrated that the oolemmal ligands of human SP10 did not include beta(1)integrins, based on the findings of a human sperm-cultured cell binding assay using F9 mouse embryonal carcinoma cells. Our present data suggest that human SP10, expressed on the equatorial region of acrosome-reacted sperm, indeed mediates sperm-oolemma binding in a beta(1)integrin-independent manner, but not sperm-zona binding. Oocytes and early embryos of multiple(non-mammalian)species lack the somatic from of the linker histone H1. We have uncovered the cDNA in question which encoded a novel 34 kD linker histone protein comprised of 304 amino acids, tentatively named H1oo. Amino acid BLAST analysis revealed that H1oo displayed the highest sequence homology to the oocyte-specific histones of the frog and sea urchin. H1oo is expressed as early as the GV stage oocyte, persisting into the M II stage oocyte, the oocytic polar bodies, and the pronucleus stage embryo, through immunofluolecence study using polyclonal antibody raised against recombinant H1oo. H1oo antigenecity is also present both on the swollen sperm nucleus just after fertilization and on male pronucleus. H1oo is not detected in the nucleus after two-cell stage. It was suggested that this linker-histone like protein is expressed in limited developmental stage on mouse oocyte, and H1oo may play a key role in the control of gene expression during oogenesis and early embryogenesis. The ability of sperm nucleus to decondense in oocytes is the key step of the process of male pronucleus formation. We have developed the in-vitro decondensation test in order to evaluate the sperm nucleus decondensing ability. Using this method, we found that sperm motility and morphology had the correlation with the decondensing ability of sperm nucleus. Interestingly, some terazoospermic patients(severely tapering sperm-dominant anormaly)showed defective sperm-nucleus decondensing ability not only in thier morphologically abnormal sperm, but also normal looking spermatozoa. Syntaxin is one of integral membrane protein that is part of the membrane fusion machinery of exocytosis. To examine the possible role of this protein on oocyte cortical reaction, we investigated the expression of syntaxin on mouse oocyte and determined which isoform of the syntaxin family was expressed. We demonstrated that syntaxin was expressed in mouse ovary and on mouse oocyte using Western blot, and syntaxin 4 mRNA, one isoform of the syntaxin family, was expressed on M II oocyte using RT-PCR. In M-II oocytes, syntaxin 4 immunogenicity was colocalized with CG and located on plasma membrane. On the other hand, in the pronuclei eggs after fertilization, syntaxin was present only on the plasma membrane. It was suggested that syntaxin, located on plasma membrane and cortical granule, may play a key role as a SNARE component in the exocytotic pathway at the cortical reaction on mouse oocyte.
- 社団法人日本産科婦人科学会の論文
- 2001-09-01
著者
-
久慈 直昭
慶應義塾大学病院
-
久慈 直昭
慶應義塾大学医学部産婦人科
-
久慈 直昭
慶應義塾大学医学部産婦人科学
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久慈 直昭
慶応義塾大学 医学部 産婦人科 学教室
-
久慈 直昭
慶応義塾大学 医学部産婦人科学
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