「光る精子」をもつ精子形成可視化マウスの開発に成功~革新的な生殖毒性スクリーニング技術・イノベーションの創出に期待~

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2026-01-06 北海道大学,科学技術振興機構

北海道大学の福永久典准教授らの国際共同研究グループは、雄マウスの精子形成を生体内でリアルタイムに可視化できる世界初の遺伝子改変マウス「Acr-Lucノックイン(KI)マウス」を開発した。このマウスでは、生殖細胞がルシフェリン反応により発光するため、体外から非侵襲的に精子形成の進行や障害、回復過程を同一個体で経時的・定量的に追跡できる。従来の生殖毒性試験は交配試験や解剖解析が必要で、時間・労力・使用動物数の負担が大きかったが、本モデルにより医薬品、環境化学物質、放射線などが雄生殖機能に与える影響を効率的に評価可能となる。創薬研究や環境リスク評価、がん治療後の男性不妊リスク研究への応用が期待されるとともに、動物数削減を通じて「3Rs」の推進にも貢献する革新的技術基盤である。

「光る精子」をもつ精子形成可視化マウスの開発に成功~革新的な生殖毒性スクリーニング技術・イノベーションの創出に期待~
新たに開発された精子形成可視化マウス「Acr-Luc ノックインマウス」
ルシフェリン投与により生殖細胞(精子など)が発光する性質をもつ。

<関連情報>

Acr-Luc ノックインマウスを用いた雄生殖機能の経時的解析:生殖毒性試験のための前臨床プラットフォーム Longitudinal Analysis of Male Fertility Using an Acr-Luc Knock-In Mouse Model: A Preclinical Platform for Reproductive Toxicity Testing

Hisanori Fukunaga, Ryosuke Seino, Yusuke Matsuya, Hiroyuki Takashima, Masayori Ishikawa, Yasuhito Onodera, Hiroki Shirato, Haruhiko Miyata, Kevin M. Prise
MedComm  Published: 04 January 2026
DOI:https://doi.org/10.1002/mco2.70568

ABSTRACT

Reproductive toxicity testing is essential for evaluating whether xenobiotics, including pharmaceuticals, environmental chemicals, or ionizing radiation, adversely affect reproductive function. However, conventional assessments rely on mating outcomes or histopathology, which are labor-intensive, variable, and require large numbers of animals. Acrosin, a serine protease encoded by the Acr gene and localized in the acrosome of spermatozoa, plays a critical role in sperm penetration of the zona pellucida. To exploit this germ cell-specific expression, we generated a genetically engineered mouse model in which the Luciferase (Luc) reporter gene is driven by the Acr promoter. This Acr-Luc knock-in (KI) model enables longitudinal and quantitative imaging of spermatogenesis using bioluminescence. We demonstrate that this platform captures radiation-induced impairments in male fertility in real time, eliminating the need for terminal analyses. By allowing repeated evaluation within the same individuals, our approach reduces interindividual variability and enables a substantial reduction in animal use, aligning with the “Reduction” principle of the 3Rs. Moreover, it reveals both the onset and recovery phases of spermatogenic disruption with high temporal resolution. The Acr-Luc KI model provides a reliable preclinical platform for reproductive toxicity testing and offers broad utility for studies in reproductive biology, toxicology, and oncofertility research.

医療・健康
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