胎仔精巣からの体外精子形成に成功~逆転写酵素阻害剤と低酸素培養で胎仔期からの精子発生プロセスを再現~

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2026-02-09 横浜市立大学

横浜市立大学理化学研究所 バイオリソース研究センターの共同研究は、性決定直後(E12.5)のマウス胎仔精巣から、体外培養で機能的な精子細胞(精子細胞=精子細胞/精細胞)を産生することに初めて成功した。HIV治療薬として知られる逆転写酵素阻害剤(RTI)を3種組み合わせ、低酸素(10%O₂)培養と併用することで、胎仔精巣組織が自律的に発達し約7週間で精子形成が進行した。得られた精子細胞で顕微授精(ROSI)を行うと健康な産仔が得られ、繁殖能も確認され、胎仔期から体外で作った精子が受精・発生に必要な機能を備えることを実証した。機序解析では、培養ストレスで本来抑制されるべきレトロトランスポゾン(LINE1等)が異常活性化しやすく、RTIがその暴走を抑えて細胞死を防ぐ可能性が示唆された。男性不妊研究、希少種保全、生殖再生医療の基盤となる成果である。

胎仔精巣からの体外精子形成に成功~逆転写酵素阻害剤と低酸素培養で胎仔期からの精子発生プロセスを再現~

図1 胎仔精巣からの体外精子形成
(左)培養開始時(0日目)の胎仔精巣(胎齢12.5日)。 (中・右)52日間培養した後の精巣組織。
(中)は明視野像、(右)はGFP蛍光像
本研究の条件で培養した組織では、組織自体が成長して精細管が発達するとともに、精子形成が進行していることを示す緑色の蛍光が明瞭に確認できる

<関連情報>

逆転写酵素阻害剤は、体外培養でマウス胎児精巣から受精可能な精子細胞を生成することを可能にする Reverse transcriptase inhibitors enable the generation of fertile spermatids from fetal mouse testes in vitro

Mayuka Nishida,Yukina Ono-Sunagare,Sayuri Kato,Yu Ishikawa-Yamauchi,Takafumi Matsumura,Mitsuru Komeya,Shogo Matoba,Kimiko Inoue,Narumi Ogonuki,Atsuo Ogura,Takehiko Ogawa & Takuya Sato
Communications Biology  Published:27 January 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s42003-026-09613-y  An unedited version of this manuscript

Abstract

Organ culture systems enabling in vitro spermatogenesis from neonatal mouse testes exist, but differentiation from fetal testes shortly after sex determination remains unsuccessful. Here, we report the in vitro generation of fertile haploid cells from E12.5 fetal testes. While optimizing in vitro spermatogenesis protocols for neonatal testes, we find that supplementing the culture medium with reverse transcriptase inhibitors (RTIs) significantly improves the efficiency of spermatogenesis, by suppressing retrotransposon activity and protecting genomic integrity. Applying this approach, we successfully induce spermatogenesis through to the elongating spermatid by culturing E12.5 fetal testes under hypoxic conditions in RTI-supplemented medium. Notably, microinsemination using in vitro-derived spermatids produces healthy and fertile offspring, confirming their functional competence. These findings demonstrate the faithful in vitro recapitulation of testicular development and complete spermatogenesis from an early fetal stage, providing a valuable platform for investigating early germ cell development and reproductive biology.

細胞遺伝子工学
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