成熟培地へのメラトニン添加は、ウシ未成熟卵子の体外成熟率を向上させる

要約

無血清体外成熟培地への10～50ng/mlのメラトニン添加は、ウシ卵子の核成熟、卵丘細胞の膨化を促進するとともに、成熟卵子のミトコンドリアの分布パターンを変化させ、活性酸素量を減少させる。

キーワード:メラトニン、体外成熟、ミトコンドリア、活性酸素、ウシ卵子
担当:家畜生産・有用家畜作出
代表連絡先:電話 029-838-8611
研究所名:畜産草地研究所・家畜育種繁殖研究領域
分類:研究成果情報

背景・ねらい

体外成熟卵子の利用は部分的にすでに実用の段階に至っているが、体外成熟卵子の能力は体内で成熟した卵子には及ばない。生体内と同等の能力を有する卵子を作成する技術が開発できれば、低コストで効率的な体外受精卵の生産が可能となる。体外培養において、卵子は活性酸素等にさらされており、抗酸化物質を培養液に添加することにより、未成熟卵子の成熟率や胚の発生率が向上することが報告されている。メラトニンは、日周期や季節繁殖をつかさどるホルモンであるが、ヒト等の卵胞液中に高濃度に存在することが報告されており、抗酸化作用とともにレセプターを介した作用により、未成熟卵子の成熟率を高める可能性が考えられる。

以上のことから、ウシ卵丘細胞・卵子におけるメラトニンレセプターやメラトニン合成にかかわる酵素の遺伝子発現をあきらかにするとともに、体外成熟培地にメラトニンを添加し、核の成熟率、卵丘細胞の膨化の程度、ミトコンドリアの分布や活性、成熟卵子の活性酸素量等に及ぼす影響をあきらかにする。

成果の内容・特徴

ウシ卵丘細胞及び卵子には、メラトニン合成に関与する酵素acetylserotonin O-methyltransferaseの遺伝子 (ASMT)及びメラトニンレセプター遺伝子のMTNR1Aが、卵子のみにメラトニンレセプター遺伝子のMTNR1Bが発現する(図1)。
無血清体外成熟培地への10～50ng/mlのメラトニン添加は、ウシ卵子の核成熟(図2)、卵丘細胞の膨化を促進する。
無血清体外成熟培地への10～50ng/mlのメラトニン添加は、ウシ成熟卵子のミトコンドリア分布パターンを変化させる(図3、表1)が、ミトコンドリア活性には影響しない。
無血清体外成熟培地への10～50ng/mlのメラトニン添加は、体外成熟培地中のステロイドホルモン産生量には影響しない。
無血清体外成熟培地へのメラトニン添加は、ウシ体外成熟卵子の活性酸素量を減少させる(無添加区を100%とした場合、10ng/ml:63.2±5.2、50ng/ml:61.6±5.3、100ng/ml:62.3±5.1)。