Research Abstract

Vaccinia-related kinase 1を欠失したメスのマウスにおける卵胞形成不全

Defective folliculogenesis in female mice lacking Vaccinia-related kinase 1

2012年6月25日 Scientific Reports 2 : 468 doi: 10.1038/srep00468

Vaccinia-related kinase 1(VRK1)は、一般的に細胞周期の調節に関わるとされており、哺乳類の配偶子形成において重要な役割を担っている。VRK1欠失マウスにおけるメスの不妊は、排卵後ステージに卵母細胞が異常な減数分裂を進行させるために起こることが報告されている。しかし、卵胞形成おけるVRK1の機能は、ほとんどわかっていない。本研究では、シンクロトロンX線マイクロトモグラフィーを用い、卵巣を「そのまま」3次元(3D)で直接的に可視化することで、卵胞形成の精密な定量化を行った。VRK1を欠失した卵巣では、前胞状卵胞と胞状卵胞の数が著しく減少しており、対照群と比較してそれぞれ38%と46%の低下を示した。また、胞状卵胞とグラーフ卵胞における卵母細胞の体積も、変異体ではそれぞれ42%と37%減少しており、排卵前ステージにおいても卵母細胞の質的な異常が示唆される。遺伝学的解析では、VRK-1を欠失した卵巣では、卵胞形成に関連した遺伝子の発現低下が見られ、卵胞形成での異常が考えられる。VRK1は哺乳類のメスの生殖系において、卵胞の発生と卵母細胞の発達の両方に必要とされるのだろう。

Jinkyung Kim1,2*, Yoon Ha Choi3*, Soeun Chang1,4, Kyong-Tai Kim3,5 & Jung Ho Je1,2,4,6

  1. X-ray Imaging Center, POSTECH(韓国)
  2. School of Interdisciplinary Bioscience and Bioengineering, POSTECH(韓国)
  3. Department of Life Science, Division of Molecular and Life Sciences POSTECH(韓国)
  4. Department of Materials Science and Engineering, POSTECH(韓国)
  5. Division of Integrative Biosciences and Biotechnology, POSTECH(韓国)
  6. 理研spring-8センター
    *本研究は、Jinkyung Kim、Yoon Ha Choiの2研究者が同等に貢献した成果として論文発表しています。

The Vaccinia-related kinase 1(VRK1), which is generally implicated in modulating cell cycle, plays important roles in mammalian gametogenesis. Female infertility in VRK1-deficient mice was reported to be caused by defective meiotic progression in oocyte at postovulatory stage. VRK1 roles in folliculogenesis, however, remain largely unknown. Here, accurate quantification of folliculogenesis is performed by a direct visualization of ‘intact’ ovary in 3-dimensions (3-D) using a synchrotron X-ray microtomography. In VRK1-deficient ovaries, the numbers of pre-antral and antral follicles are significantly reduced by 38% and 46%, respectively, comparing to control. The oocytes volumes in antral and Graffian follicles also decrease by 42% and 37% in the mutants, respectively, indicating defects in oocyte quality at preovulatory stage. Genetic analysis shows that gene expressions related to folliculogenesis are down-regulated in VRK1-deficient ovaries, implying defects in folliculogenesis. We suggest that VRK1 is required for both follicle development and oocyte growth in mammalian female reproduction system.