他人まかせでない精子幹細胞の足場づくり ―自ら基底膜タンパク質を作り、生存環境を維持していた!―

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2026-03-05 東北大学

東北大学大学院農学研究科の研究グループは、哺乳類の精子形成において、精子のもととなる精子幹細胞が自ら基底膜タンパク質を作り出し、生存環境を維持していることを明らかにした。精子幹細胞は精巣の精細管の基底膜上を移動しながら増殖と分化を行い、継続的に精子を生み出している。従来は、基底膜の足場となるタンパク質は周囲の体細胞が作ると考えられていたが、本研究では成熟マウスの精子幹細胞自身も基底膜タンパク質であるラミニンを発現し、細胞の移動や生存環境の維持に利用していることを発見した。さらに、このタンパク質を作れない場合には精子幹細胞が死にやすくなることも確認された。本成果は、精子幹細胞が周囲の環境に依存するだけでなく、自ら足場を形成して行動を制御する自律的性質を持つことを示す基礎的知見であり、将来的にヒトや家畜の精子幹細胞の培養技術や生殖医療の発展につながる可能性がある。

他人まかせでない精子幹細胞の足場づくり ―自ら基底膜タンパク質を作り、生存環境を維持していた!―
図1. マウス精巣における精子幹細胞の局在とラミニン発現。

<関連情報>

未分化精原細胞は基底膜タンパク質ラミニンの発現を介してその行動を調節する Undifferentiated spermatogonia modulate their behavior via the expression of basement membrane protein laminin

Yusuke Kawabe ,Saya Yamada ,Yuichi Shima ,Kentaro Tanemura ,Shosei Yoshida ,Kenshiro Hara
Biology of Reproduction  Published:03 February 2026
DOI:https://doi.org/10.1093/biolre/ioag032

Abstract

In the mouse testis, spermatogonial stem cells (SSCs) are sparsely distributed and migrate along the basement membrane of seminiferous tubules. Although the basement membrane is generally thought to be formed by surrounding somatic cells, whether SSCs also produce basement membrane proteins and, if so, whether SSC-produced laminin affects SSC behavior remains unknown. In this study, we found that mouse GFRα1+ spermatogonia, which include SSCs, expressed several laminin subunit genes, including Lamc1, whose expression declined upon differentiation. To test whether GFRα1+ spermatogonia-derived laminin regulates their behavior, we used two conditional knockout mouse models. In the Vasa-Cre model, which induces recombination in all germ cells, heterozygous deletion of Lamc1 increased both cell death and proliferation of GFRα1+ spermatogonia, while maintaining an apparent steady state of GFRα1+ cell density and spermatogenesis. In the tamoxifen-inducible GFRα1-CreER model carrying Lamc1flox/flox, tamoxifen-induced Lamc1 deletion in GFRα1+ spermatogonia caused a rapid reduction in their cell density within a few days, followed by increased proliferation and an imbalance between proliferation and differentiation of GFRα1+ spermatogonia that led to the restoration of GFRα1+ spermatogonial density. Collectively, these genetic findings suggest that GFRα1+ spermatogonia modulate their survival and behavior through laminin expression, likely by influencing the basement membrane around GFRα1+ spermatogonia. Such cell-autonomous regulation allows GFRα1+ spermatogonia, including SSCs, to form an appropriate local microenvironment wherever they reside within the testicular open niche, supporting stable behavior of spermatogonia during spermatogenesis.

生物化学工学
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