JP2009501533A - 顆粒膜細胞アポトーシスの調節 - Google Patents

顆粒膜細胞アポトーシスの調節 Download PDF

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Abstract

本発明は、顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する方法に関する。該方法は次の各段階、(i)顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節する段階、(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階
の内の一以上を含む。
【選択図】なし

Description

本出願は豪州特許仮出願第2005903782号(2005年7月18日出願)の優先権を主張するものであり、ここに本明細書の一部を構成するものとして該豪州特許仮出願の内容を援用する。
本発明は顆粒膜細胞アポトーシスを調節するための方法と組成物に関する。
本発明はまた卵成熟を調節し、卵胞の閉鎖・発育・成熟を調節し、排卵率を調節し、雌性受胎能を調節するための方法と組成物に関する。
哺乳類の未成熟卵(卵母細胞)は卵巣中の卵胞内で成長・発育する。未成熟卵母細胞の代謝は体性顆粒膜細胞と連動しており、体性顆粒膜細胞は卵母細胞を取り囲んで排卵まで卵母細胞の発育を助ける。卵母細胞は、その伴細胞である体性顆粒膜細胞との関連性に依存して、成長・発育がサポートされ、減数分裂の進行が規制される。
卵胞発育は増殖・分化・閉鎖間の複雑な相互作用により駆動される。卵巣の卵胞閉鎖は重要なプロセスであり、99%を超える卵母細胞が失われる。インビボ及びインビトロ両方の研究で卵胞閉鎖はアポトーシスと称されるプログラムされた細胞死の能動的プロセスによることが実証されている。細胞レベルでは、アポトーシスは細胞質と核の断片化、クロマチン縮合、DNAの断片化、及びファゴサイトーシスを特徴とする。
アポトーシスは卵胞発育過程で少なくとも4個の異なる細胞コンパートメント中で(莢膜細胞、顆粒膜細胞、卵丘細胞、及び卵母細胞自身の中で)、開始させることができる。胞状卵胞における初期閉鎖段階では、最初は壁側顆粒膜細胞で後に莢膜細胞でのアポトーシスとして認められる閉鎖性変化により、卵丘細胞及び卵母細胞は外見上影響されないままである。卵母細胞と顆粒膜/卵丘細胞がアポトーシスを避けるために相互作用するメカニズムは殆んど解明されていない。
伝統的な考えでは、卵胞発育における卵母細胞の役割は受動的であり、卵胞発育とそれによる卵形成は外部ホルモンにより導かれるとされてきた。しかしながら、現在では卵母細胞も卵胞発育を促進する因子を分泌していると考えられている。卵母細胞パラクリン因子の発現変化が卵成熟・卵胞発育・受胎能に著しい影響を与え得るという事実が示すように、この卵母細胞による卵胞形成のコントロールは非常に重要であると思われる。
よって、卵母細胞は、卵胞顆粒膜細胞機能に対する根源的コントロール要素を規制するパラクリン因子の分泌により卵胞の成長を制御しその結果として卵胞発育及び受胎能を制御するのに積極的な役割を果たしている、ということが現在証拠によって示唆されている。
顆粒膜細胞の発育を規制するのにこのような卵母細胞により分泌される因子(以下、「卵母細胞分泌因子」という)が決定的に重要であるにも拘らず、卵母細胞によって分泌される顆粒膜細胞の発育にかかわる因子の同定、並びにこのような因子の発現が卵胞形成・卵成熟・受胎能をコントロールするのにどのように使われ得るかに関してこれまでのところ殆んど情報がない。
更に、インビトロ及びインビボ両方で卵胞形成・卵成熟・受胎能をコントロールする今日の方法は多くの理由により適切なものではない。従って、卵胞発育・卵成熟・受胎能をコントロールするために、顆粒膜細胞の発育をコントロールする新たな方法が必要とされている。
本発明は、顆粒膜細胞のアポトーシスがBMP−15(骨形成タンパク質−15としても知られている;GDF−9B)及び/又はBMP−6(骨形成タンパク質−6)により調節されていることを見出したことによる。即ち、本発明は顆粒膜細胞のアポトーシスを調節するための方法と組成物、及び卵成熟・卵胞発育・雌性受胎能を調節するための方法と組成物に関する。
ここに先行技術として言及した特許文献やその他の資料については、いずれの請求項に係る優先権主張日においても、それら文献や資料が公知であることやそこに包含される情報が共通の一般知識の一部であることを自認するものではない。
本発明は、顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する方法であって、該方法は次の各段階、
(i)顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節する段階、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
の内の一以上を含む方法を提供するものである。
また、本発明は、雌性被験体の卵成熟及び/又は卵胞成熟に関連する疾病又は症状を予防及び/又は治療する方法であって、該方法は次の各段階、
(i)顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
の内の一以上を含む方法を提供するものである。
また、本発明は、卵母細胞の成熟を調節する方法であって、該方法は次の各段階、
(i)顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節することにより卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
の内の一以上を含む方法を提供するものである。
また、本発明は、卵母細胞の発育能力を調節する方法であって、該方法は次の各段階、
(i)顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節することにより卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
の内の一以上を含む方法を提供するものである。
また、本発明は、卵胞の成熟を調節する方法であって、該方法は次の各段階、
(i)顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節することにより卵胞内での顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵胞内での顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵胞内での顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
の内の一以上を含む方法を提供するものである。
また、本発明は、卵胞の閉鎖を調節する方法であって、該方法は次の各段階、
(i)顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節することにより卵胞内での顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵胞内での顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵胞内での顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
の内の一以上を含む方法を提供するものである。
また、本発明は、卵胞の発育を調節する方法であって、該方法は次の各段階、
(i)顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節することにより卵胞内での顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵胞内での顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵胞内での顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
の内の一以上を含む方法を提供するものである。
また、本発明は、雌性被験体の排卵率を調節する方法であって、該方法は次の各段階、
(i)顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
の内の一以上を含む方法を提供するものである。
また、本発明は、雌性被験体の受胎能を調節する方法であって、該方法は次の各段階、
(i)顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
の内の一以上を含む方法を提供するものである。
また、本発明は、凍結融解に起因する顆粒膜細胞のアポトーシスを低減する方法であって、該方法は次の各段階、
(i)顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節する段階、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
の内の一以上を含む方法を提供するものである。
また、本発明は、凍結融解に起因する卵丘卵母細胞複合体、卵胞、卵巣組織又は卵巣の損傷を低減する方法であって、該方法は、卵丘卵母細胞複合体、卵胞、卵巣組織又は卵巣を
(i)BMP−15及び/又はBMP−6の有効量、
(ii)卵丘卵母細胞複合体、卵胞、卵巣組織又は卵巣における顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節する剤の有効量、
(iii)卵丘卵母細胞複合体、卵胞、卵巣組織又は卵巣における顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節する剤の有効量、の内の一以上に曝露することを含む方法を提供するものである。
また、本発明は、顆粒膜細胞のアポトーシスを調節するための組成物であって、該組成物は、
(i)BMP−15及び/又はBMP−6の有効量、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節する剤の有効量、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節する剤の有効量、の内の一以上を含有する組成物を提供するものである。
また、本発明は、卵丘卵母細胞複合体及び/又は卵胞を培養するための培地であって、該培地は、
(i)BMP−15及び/又はBMP−6の有効量、
(ii)卵丘卵母細胞複合体内又は卵胞内の顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤の有効量、
(iii)卵丘卵母細胞複合体内又は卵胞内の顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤の有効量、の内の一以上を含有する培地を提供するものである。
また、本発明は、次の各成分、
卵母細胞及び/又は胚の培養培地、
BMP−15及び/又はBMP−6、又はこれらのバリアント若しくはアナログ、及び/又は
顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節する剤、及び/又は
顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節する剤を含有し、
各成分は、培養培地に添加するための形態で提供される組合せ製品を提供するものである。
また、本発明は、卵母細胞の成熟を調節するための組成物であって、該組成物は、
(i)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有するBMP−15及び/又はBMP−6の或る特定量、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、の内の一以上を含有する組成物を提供するものである。
また、本発明は、卵母細胞インビトロ成熟培地であって、該培地は、
(i)BMP−15及び/又はBMP−6の有効量、
(ii)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤の有効量、
(iii)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤の有効量、の内の一以上を含有する培地を提供するものである。
また、本発明は、卵母細胞の発育能力を調節するための組成物であって、該組成物は、
(i)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有するBMP−15及び/又はBMP−6の或る特定量、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、の内の一以上を含有する組成物を提供するものである。
また、本発明は、卵母細胞の発育能力を改善するための培地であって、該培地は、
(i)BMP−15及び/又はBMP−6の有効量、
(ii)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤の有効量、
(iii)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤の有効量、の内の一以上を含有する培地を提供するものである。
また、本発明は、雌性被験体の卵成熟及び/又は卵胞成熟に関連する疾病又は症状を予防及び/又は治療するための組成物であって、該組成物は、
(i)被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有するBMP−15及び/又はBMP−6の或る特定量、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、の内の一以上を含有する組成物を提供するものである。
また、本発明は、卵胞を培養するための組成物であって、該組成物は、
(i)卵胞内の顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有するBMP−15及び/又はBMP−6の或る特定量、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵胞内の顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵胞内の顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、の内の一以上を含有する組成物を提供するものである。
また、本発明は、卵胞培養培地であって、該培地は、
(i)BMP−15及び/又はBMP−6の有効量、
(ii)卵胞内の顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤の有効量、
(iii)卵胞内の顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤の有効量、の内の一以上を含有する培地を提供するものである。
また、本発明は、卵胞の閉鎖を調節するための組成物であって、該組成物は、
(i)卵胞内の顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有するBMP−15及び/又はBMP−6の或る特定量、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵胞内の顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵胞内の顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、の内の一以上を含有する組成物を提供するものである。
本発明は、卵胞の発育を調節するための組成物であって、該組成物は、
(i)卵胞内の顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有するBMP−15及び/又はBMP−6の或る特定量、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵胞内の顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵胞内の顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、の内の一以上を含有する組成物を提供するものである。
また、本発明は、雌性被験体の排卵率を調節するために使用される組成物であって、該組成物は、
(i)被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有するBMP−15及び/又はBMP−6の或る特定量、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、の内の一以上を含有する組成物を提供するものである。
また、本発明は、雌性被験体の卵巣周期又は月経周期の各周期において成熟する卵胞の数を調節するための組成物であって、該組成物は、
(i)被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有するBMP−15及び/又はBMP−6の或る特定量、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、の内の一以上を含有する組成物を提供するものである。
また、本発明は、雌性被験体の受胎能を調節するために使用される組成物であって、該組成物は、
(i)被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有するBMP−15及び/又はBMP−6の或る特定量、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、の内の一以上を含有する組成物を提供するものである。
また、本発明は、卵母細胞インビトロ成熟培地であって、該培地は、
(i)BMP−15及び/又はBMP−6、
(ii)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、
(iii)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、の内の一以上を含有する培地を提供するものである。
また、本発明は、卵丘卵母細胞複合体及び/又は卵胞を培養するための培地であって、該培地は、
(i)BMP−15及び/又はBMP−6の有効量、
(ii)卵丘卵母細胞複合体内又は卵胞内の顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤の有効量、
(iii)卵丘卵母細胞複合体内又は卵胞内の顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤の有効量、の内の一以上を含有し、
血清、アルブミン、卵胞液、フェチュイン、卵胞刺激ホルモン(FSH)及び抗アポトーシス成長因子を実質的に含有していない培地を提供するものである。
また、本発明は、卵母細胞インビトロ成熟培地であって、該培地は、次の各成分、
(i)BMP−15及び/又はBMP−6、
(ii)卵母細胞に関連する一以上の顆粒膜細胞のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより前記一以上の顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、
(iii)卵母細胞に関連する前記一以上の顆粒膜細胞のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより前記一以上の顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、の内の一以上を含有し、
血清、アルブミン、卵胞液、フェチュイン、卵胞刺激ホルモン(FSH)及び抗アポトーシス成長因子を実質的に含有していない培地を提供するものである。
また、本発明は、卵胞培養培地であって、該培地は、次の各成分、
(i)BMP−15及び/又はBMP−6、
(ii)卵胞内の一以上の顆粒膜細胞のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより前記一以上の顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、
(iii)卵胞内の前記一以上の顆粒膜細胞のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより前記一以上の顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、の内の一以上を含有し、
該組成物は、血清、アルブミン、卵胞液、フェチュイン、卵胞刺激ホルモン(FSH)及び抗アポトーシス成長因子を実質的に含有していない培地を提供するものである。
また、本発明は、
(i)BMP−15及び/又はBMP−6、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、の内の一以上を含有する組成物又は培地であって、
更に、40mM〜400mM NaCl、0.1mM〜20mM KCl、及び0.1mM〜40mMグルコースを含有する組成物又は培地を提供するものである。
また、本発明は、凍結融解に起因する顆粒膜細胞アポトーシスを低減するための組成物であって、該組成物は、
(i)活性BMP−15及び/又は活性BMP−6、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、の内の一以上を含有する組成物を提供するものである。
また、本発明は、凍結に起因する卵丘卵母細胞複合体、卵胞、卵巣組織又は卵巣の損傷を低減するための組成物であって、該組成物は、
(i)有効量の活性BMP−15及び/又は活性BMP−6、
(ii)卵丘卵母細胞複合体、卵胞、卵巣組織又は卵巣の顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤の有効量、
(iii)卵丘卵母細胞複合体、卵胞、卵巣組織又は卵巣の顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤の有効量、の内の一以上を含有する組成物を提供するものである。
また、本発明は、卵母細胞を用いた補助生殖方法であって、該方法は、次の各成分、
(i)BMP−15及び/又はBMP−6、
(ii)卵母細胞に関連する一以上の顆粒膜細胞のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより前記一以上の顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、
(iii)卵母細胞に関連する一以上の顆粒膜細胞のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより前記一以上の顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、の内の一以上を含有する培地において卵母細胞を培養する段階を含む方法を提供するものである。
また、本発明は、卵母細胞から作製された胚を用いた補助生殖方法であって、該方法は、次の各成分、
(i)BMP−15及び/又はBMP−6、
(ii)卵母細胞に関連する一以上の顆粒膜細胞のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより前記一以上の顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、
(iii)卵母細胞に関連する一以上の顆粒膜細胞のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより前記一以上の顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、の内の一以上を含有する培地において卵母細胞及び/又は胚を培養する段階を含む方法を提供するものである。
また、本発明は、卵母細胞のインビトロ受精方法であって、該方法は、次の各成分、
(i)BMP−15及び/又はBMP−6、
(ii)卵母細胞に関連する一以上の顆粒膜細胞のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより前記一以上の顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、
(iii)卵母細胞に関連する一以上の顆粒膜細胞のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより前記一以上の顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、の内の一以上を含有する培地において卵母細胞を培養する段階を含む方法を提供するものである。
また、本発明は、卵母細胞の発育能力を評価する方法であって、該方法は、
(i)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞内のアポトーシスの程度を決定する段階、及び
(ii)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞内で見られるアポトーシスの程度により卵母細胞の発育能力を評価する段階を含み、
アポトーシスのレベルの低下は、高い発育能力を有する卵母細胞であることを示し、アポトーシスのレベルの上昇は、低い発育能力を有する卵母細胞であることを示す方法を提供するものである。
また、本発明は、卵母細胞の発育能力を評価する方法であって、該方法は、
(i)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性、卵母細胞に関連する顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性レベル、卵母細胞に関連する顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性レベルの内の一以上を決定する段階と、
(ii)上の決定の結果を用いて卵母細胞の発育能力を評価する段階とを含み、
BMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性の上昇、及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性の上昇は、高い発育能力を有する卵母細胞であることを示し、BMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性の低下、及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性の低下は、低い発育能力を有する卵母細胞であることを示す方法を提供するものである。
また、本発明は、卵母細胞の発育能力を評価するための方法であって、該方法は、
(i)卵母細胞内のBMP−15及び/又はBMP−6の発現レベルを決定する、及び/又は卵母細胞が分泌するBMP−15及び/又はBMP−6の濃度を決定する段階と、
(ii)卵母細胞の発育能力を評価する段階とを含み、
BMP−15及び/又はBMP−6の発現及び/又は濃度の上昇は、高い発育能力を有する卵母細胞であることを示し、BMP−15及び/又はBMP−6の発現及び/又は濃度の低下は、低い発育能力を有する卵母細胞であることを示す方法を提供するものである。
本発明は、卵母細胞分泌因子の卵丘細胞アポトーシスに対する作用に関する研究から生じている。特に、卵丘卵母細胞複合体(COC)内の卵母細胞の存在が、低い卵丘細胞アポトーシスレベルの原因であり、卵丘卵母細胞複合体(卵母細胞切除複合体;OOX)から卵母細胞を取り除くとアポトーシスが大きく増加することが見い出された。更に、卵母細胞分泌因子であるBMP−15及びBMP−6は、卵母細胞切除複合体における卵丘細胞のアポトーシスを阻害できる。
これらの知見は、BMP−15及び/又はBMP−6が卵丘細胞のアポトーシスの制御において重要な役割を果たしていること、また、これら因子或いはこれら因子の制御下にあるシグナル伝達経路は、顆粒膜細胞のアポトーシスをインビトロ或いはインビボで制御することにより卵成熟や卵胞発育、排卵率、卵巣周期又は月経周期の各周期において成熟する卵胞数、受胎能を制御するために使用できることを示している。
本明細書で用いる各種用語は、当業者には十分理解できる意味を有するものである。しかし、参照し易いように、これらの用語の一部については次のように定義する。
本明細書で用いる用語「核酸」とは、如何なるオリゴヌクレオチドやポリヌクレオチドをも意味するものと理解されたい。核酸はDNA又はRNAであってもよく、一本鎖又は二本鎖であってもよい。核酸は、ゲノム起源の核酸やcDNA起源(即ち、mRNA由来)の核酸、ウイルス由来の核酸、合成起源の核酸等、如何なる種類の核酸であってもよい。
本明細書で用いる用語「ポリペプチド」とは、ペプチド結合によって連結された2以上のアミノ酸を意味するものと理解されたい。同様に、用語「アミノ酸配列」は、オリゴペプチド配列、ペプチド配列、ポリペプチド配列又は蛋白質配列、及びそのフラグメント又は一部を意味し、また、天然ポリペプチド、組換えポリペプチド、変異ポリペプチド又は合成ポリペプチドをも意味する。
本明細書で用いる用語「調節」とは、プロセスの如何なる阻害や増強をも意味し、また、特定の存在物(particular entity)の活性や機能、特性の如何なる阻害や増強をも意味するものと理解されたい。
これに関しては、本発明の様々な形態での顆粒膜細胞アポトーシスの調節は、細胞内でのアポトーシスの開始や進行の如何なる制御や変化の形態をも採る。例えば、アポトーシスの調節には、(i)細胞がアポトーシスに入る能力の抑制又は促進、(ii)アポトーシス開始後の細胞内でのアポトーシスの進行の抑制又は促進、及び/又は(iii)特定の細胞がアポトーシスを開始又は進行する可能性の抑制又は促進を含み得る。
本明細書で用いる用語「卵胞発育」及びその派生語は、原始卵胞から排卵前卵胞のステージを経て黄体に至る卵巣卵胞の発達を意味するものと理解されたい。これに関しては、卵胞が雌性被験体個体(entire female subject)に存在し得るか、或いは、雌性被験体から単離した卵胞等、インビトロで存在し得ることは理解されるであろう。
本明細書で用いる用語「卵成熟」及びその派生語は、卵母細胞が減数分裂的に未成熟な(meiotically immature)状態(即ち、受精不能な状態)から減数分裂で成熟した卵母細胞(即ち、受精が可能で、生存可能な胚を産生することが可能な卵母細胞)に発達するプロセスを意味するものと理解されたい。また、この用語は、卵母細胞が受精後の胚発育を支持できるように卵母細胞質が成熟することも包含することは理解されるであろう。これに関しては、卵母細胞が雌性被験体個体に存在し得るか、或いは、雌性被験体から単離した卵母細胞等、インビトロで存在し得ることは理解されるであろう。
ある種の細胞が他種の細胞に関連することに関して本明細書で用いる用語「関連する」及びその派生語は、ある細胞が他種の細胞と直接接触している場合や、ある細胞が他種の細胞の存在下にあり、この他種細胞から分泌される因子に作用される場合を意味するものと理解されたい。例えば、卵母細胞が顆粒膜細胞に関連する場合には、卵母細胞が卵丘卵母細胞複合体の一部であることや、裸化卵母細胞が顆粒膜細胞、卵丘卵母細胞複合体又は卵母細胞切除複合体と同一培地内に存在すること等が包含されることは理解されるであろう。
ポリペプチド又は蛋白質に関して本明細書で用いる用語「バリアント」とは、1以上のアミノ酸で改変されたアミノ酸配列を意味するものと理解されたい。バリアントは、置換されたアミノ酸が元のアミノ酸と同様の構造的又は化学的特性を有する「保存的」変化(例えば、イソロイシンによるロイシンの置換)を有してもよい。また、バリアントは、「非保存的」変化(例えば、トリプトファンによるグリシンの置換)を有してもよく、1以上のアミノ酸の欠失及び/又は挿入を有してもよい。
また、バリアントは、全長蛋白質の生物活性フラグメント、即ち、全長ポリペプチドや全長蛋白質と同様の構造的、調節的又は生化学的機能を有するポリペプチドや蛋白質であってもよい。例えば、生物活性フラグメントは、蛋白質のアミノ末端又はカルボキシ末端の欠失や蛋白質の内部欠失であってもよく、また、このような欠失の如何なる組合せであってもよい。また、生物活性フラグメントは、1以上の他のアミノ酸と融合したこのような欠失のいずれをも包含する。
本明細書で用いる用語「抗体」とは、モノクローナル抗体やポリクローナル抗体、及び、エピトープ決定基と結合可能な抗体分子のフラグメント(例えば、FabやF(ab')2、Fv)を意味するものと理解されたい。
特定の細胞に関して本明細書で用いる用語「単離した」とは、該細胞が同定され、その天然環境の1以上の成分から分離及び/又は回収されたことを意味するものと理解されたい。例えば、単離した卵母細胞は、1以上の卵丘細胞と関連していても卵丘卵母細胞複合体の一部として存在していてもよく、また、裸化卵母細胞であってもよい。
本明細書で用いる用語「雌性被験体」とは、ヒト女性や雌性哺乳動物、例えば、霊長類や家畜動物(例えば、ウマやウシ、ヒツジ、ブタ、ヤギ)、愛玩動物(例えば、イヌやネコ)、実験用試験動物(例えば、マウスやラット、モルモット)等を意味し、また、BMP−15及び/又はBMP−6の制御下で顆粒膜細胞のアポトーシスが起こる他の如何なる雌性動物をも意味するものと理解されたい。
本明細書で用いる用語「補助生殖」とは、単離した卵母細胞及び/又は単離した精子を用いるヒトや動物における如何なる受精技法をも意味し、例えば、インビトロで培養した卵母細胞や胚を用いた技法(例えば、卵母細胞のインビトロ成熟)やインビトロ受精(IVF;卵母細胞の吸引、実験室内での受精、及びレシピエントへの胚の移植)、配偶子卵管内移植(GIFT;卵管内への卵母細胞と精子の挿入)、接合子卵管内移植(ZIFT;卵管内への受精した卵母細胞の挿入)、卵管内胚移植(TET;卵管内への分割胚の挿入)、腹膜内への卵母細胞及び精子の移植(POST;骨盤腔内への卵母細胞と精子の挿入)、卵細胞質内精子注入法(ICSI)、精巣内精子採取(TESE)、顕微鏡下精巣上体精子吸引術(MESA)を意味するものと理解されたい。
上述のように、一形態においては、本発明は、顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する方法であって、該方法は次の各段階、
(i)顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節する段階、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
の内の一以上を含む方法を提供するものである。
本発明の本形態においては、顆粒膜細胞のアポトーシスは、(i)顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節する、及び/又は(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節する、及び/又は(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより阻害或いは促進できる。
例えば、本発明の本形態の方法は、高濃度のBMP−15及び/又はBMP−6に顆粒膜細胞を曝露することにより顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害するために使用できる。これに替えて、顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度を低下させることにより顆粒膜細胞のアポトーシスを促進できる。
この点に関して、BMP−15及びBMP−6は両者とも、増殖因子及び分化因子の大きなファミリーを含むトランスフォーミング増殖因子ベータ(TGF−β)スーパーファミリーのメンバーである。これら蛋白質はプレプロペプチドとして合成され、切断後、処理されて二量体蛋白質になる。BMP−15はALK−6及びBMPR−II受容体に結合し、BMP−6はActRII及びBMPR−II受容体に結合する。
BMP−15は、GDF−9とホモダイマーもヘテロダイマーも形成できる。
本発明は更に、本方法により産生される、アポトーシス或いはアポトーシスのポテンシャルが変化した顆粒膜細胞を提供するものである。顆粒膜細胞は例えば、単離した顆粒膜細胞、インビボで存在する顆粒膜細胞、インビボ或いはインビトロの卵胞内に存在する顆粒膜細胞、インビボ或いはインビトロの卵丘卵母細胞複合体の一部としての顆粒膜細胞、卵母細胞切除複合体の一部としての顆粒膜細胞とすることができる。
本発明は更に、顆粒膜細胞のアポトーシスレベルを調節することにより雌性被験体の卵成熟及び/又は卵胞成熟に関連する疾病又は症状を予防及び/又は治療するのにも適している。
従って、別の一形態においては、本発明は、雌性被験体の卵成熟及び/又は卵胞成熟に関連する疾病又は症状を予防及び/又は治療する方法であって、該方法は次の各段階、
(i)顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
の内の一以上を含む方法を提供するものである。
例えば、本発明は雌性被験体の顆粒膜細胞腫瘍や多嚢胞性卵巣症候群を予防及び/又は治療するために使用できる。
本発明は更に、卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスレベルを調節することにより卵母細胞の成熟を調節するために適している。
従って、別の一形態においては、本発明は、卵母細胞の成熟を調節する方法であって、該方法は次の各段階、
(i)顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節することにより卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
の内の一以上を含む方法を提供するものである。
本発明は更に、本方法により産生される、成熟が変化した卵母細胞を提供するものである。卵母細胞は例えば、単離した卵母細胞、インビボで存在する卵母細胞、インビボ或いはインビトロの卵丘卵母細胞複合体の一部としての卵母細胞、インビボ或いはインビトロの卵胞の一部としての卵母細胞とすることができる。本発明は更に、この卵母細胞から作製される胚やヒト以外の動物も包含している。
この場合、本方法はインビトロにおいて卵母細胞の成熟を調節するのに特に適しているということが理解されるであろう。
本発明は更に、卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスレベルを調節することにより卵母細胞の発育能力を調節するのに適している。
従って、別の一形態においては、本発明は、卵母細胞の発育能力を調節する方法であって、該方法は次の各段階、
(i)顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節することにより卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
の内の一以上を含む方法を提供するものである。
本発明は更に、本方法により産生される、発育能力が変化した卵母細胞を提供するものである。卵母細胞は例えば、インビボ或いはインビトロの卵丘卵母細胞複合体の一部としての卵母細胞や、卵胞内に存在する卵母細胞とすることができる。本発明は更に、この卵母細胞から作製される胚やヒト以外の動物も包含している。
この場合、本方法はインビトロにおいて卵母細胞の発育能力を調節するのに特に適しているということが理解されるであろう。
本発明は更に、卵胞内の顆粒膜細胞のアポトーシスレベルを調節することにより卵胞の成熟を調節するのに適している。
従って、別の一形態においては、本発明は、卵胞の成熟を調節する方法であって、該方法は次の各段階、
(i)顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節することにより卵胞内での顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵胞内での顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵胞内での顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
の内の一以上を含む方法を提供するものである。
本発明は更に、本方法により産生される、成熟が変化した卵胞を提供するものである。卵胞は例えば、単離した卵胞、インビボで存在する卵胞とすることができる。本発明は更に、この卵胞から単離される卵母細胞、及びこの卵母細胞から作製される胚やヒト以外の動物も包含している。
この場合、本方法はインビトロにおいて卵胞の成熟を調節するのに特に適しているということが理解されるであろう。
本発明は更に、顆粒膜細胞のアポトーシスレベルを調節することにより卵胞の閉鎖を調節するのに適している。
従って、別の一形態においては、本発明は、卵胞の閉鎖を調節する方法であって、該方法は次の各段階、
(i)顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節することにより卵胞内での顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵胞内での顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵胞内での顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
の内の一以上を含む方法を提供するものである。
本発明は更に、本方法により産生される、閉鎖が変化した卵胞を提供するものである。卵胞は例えば、単離した卵胞、インビボで存在する卵胞とすることができる。本発明は更に、この卵胞から単離される卵母細胞、及びこの卵母細胞から作製される胚やヒト以外の動物も包含している。
好ましい一形態においては、本発明は、雌性被験体の卵胞閉鎖の調節も提供するものである。
本発明は更に、卵胞内の顆粒膜細胞のアポトーシスレベルを調節することにより卵胞の発育を調節するのに適している。
従って、別の一形態においては、本発明は、卵胞の発育を調節する方法であって、該方法は次の各段階、
(i)顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節することにより卵胞内での顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵胞内での顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵胞内での顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
の内の一以上を含む方法を提供するものである。
本発明は更に、本方法により産生される、発育或いは発育の可能性が変化した卵胞を提供するものである。卵胞は例えば、単離した卵胞、インビボで存在する卵胞とすることができる。本発明は更に、この卵胞から単離される卵母細胞、及びこの卵母細胞から作製される胚やヒト以外の動物も包含している。
本発明は更に、雌性被験体の顆粒膜細胞のアポトーシスレベルを調節することにより被験体の排卵率を調節するのに適している。
従って、別の一形態においては、本発明は、雌性被験体の排卵率を調節する方法であって、該方法は次の各段階、
(i)顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
の内の一以上を含む方法を提供するものである。
本技術分野においては、雌性被験体の排卵率を決定するための各種方法が知られている。
本発明は更に、雌性被験体の顆粒膜細胞のアポトーシスレベルを調節することにより被験体の受胎能を調節するのに適している。
従って、別の一形態においては、本発明は、雌性被験体の受胎能を調節する方法であって、該方法は次の各段階、
(i)顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
の内の一以上を含む方法を提供するものである。
本発明は受胎能を促進するために使用できる他、避妊方法としても使用できるということが理解されるであろう。
本発明の各種形態における顆粒膜細胞は、インビトロ或いはインビボで存在する任意の顆粒膜細胞とすることができる。例えば、顆粒膜細胞は、細胞培養における単離顆粒膜細胞、細胞培養における一以上の他の細胞種に関連する顆粒膜細胞、卵丘卵母細胞複合体の一部である顆粒膜細胞、卵母細胞切除複合体の一部である顆粒膜細胞、インビトロの卵胞内に存在する顆粒膜細胞、或いは雌性哺乳類の卵胞の一部を形成するインビボで存在する顆粒膜細胞とすることができる。
インビトロの顆粒膜細胞の場合、好ましくは、顆粒膜細胞は卵母細胞に関連したものである。より好ましくは、顆粒膜細胞は卵丘細胞である。更に好ましくは、顆粒膜細胞は、卵丘卵母細胞複合体内に存在する卵丘細胞である。
本発明の各種形態における顆粒膜細胞は、前顆粒膜細胞、前胞状(preantral)顆粒膜細胞、壁側顆粒膜細胞、卵丘顆粒膜細胞、顆粒膜−ルテイン細胞、密な或いは膨張した(compact or expanded)卵丘顆粒膜細胞とすることもできる。
インビボの顆粒膜細胞の場合、顆粒膜細胞は、例えば、雌性被験体の卵胞の一部を形成することもできる。
本発明の各種形態におけるアポトーシスの調節は、顆粒膜細胞に関連するインビトロ或いはインビボの卵母細胞の受精前、受精中或いは受精後の任意の時点で行うことができるということが理解されるであろう。
好ましくは、アポトーシスの調節は受精前に起こる。
好ましくは、顆粒膜細胞は、雌性哺乳類から得た顆粒膜細胞、或いは雌性哺乳類内に存在する卵胞の一部を形成する顆粒膜細胞であり、例としては、ヒト顆粒膜細胞、非ヒト霊長目顆粒膜細胞、ヒツジ顆粒膜細胞、ウシ顆粒膜細胞、ブタ顆粒膜細胞、ウマ顆粒膜細胞、ヤギ顆粒膜細胞、ネコ顆粒膜細胞、げっ歯目顆粒膜細胞、イヌ顆粒膜細胞、マウス顆粒膜細胞が挙げられる。好ましくは、顆粒膜細胞は、ヒト顆粒膜細胞、ウシ顆粒膜細胞、ヒツジ顆粒膜細胞或いはウマ顆粒膜細胞である。
インビトロで存在する顆粒膜細胞の場合、顆粒膜細胞は、本技術分野において知られている適切な方法によって、任意の卵胞形成段階の適切なドナーから或いは過排卵状態の適切なドナーから得ることができる。インビトロ用途のための顆粒膜細胞を得るための適切な方法は、Gilchrist RBら(2001) Developmental Biology 240:289−298(マウス細胞用)、及びGilchrist RBら(2003) Molecular,Cellular Endocrinology 201:87−95(反芻動物細胞用)に記載されているような方法である。例えば、顆粒膜細胞は、ホルモン刺激された或いは無刺激の未熟な又は成熟した卵巣から単離でき、胞状卵胞や酵素消化した卵巣を穿刺或いは吸引した後、組織片除去及び遠心分離により顆粒膜細胞を精製/濃縮して回収できる。
本発明の各種形態における顆粒膜細胞アポトーシスの程度は、本技術分野において知られた適切な方法により決定できる。例としては次の(i)〜(iii)が挙げられる。(i)各種DNA断片化アッセイ、例えば末端デオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ仲介dUTPニック末端標識法(TUNEL)であるが、この方法は、アポトーシス中に発育するヌクレオソーム間の切断において露出したDNAの3’−OH末端を検出するためのin situ法であり、基本的にはHensey C.及びGautier J.(1998).Dev.Biol.203.36−48;Veenstra,GJ,Peterson−Maduro J,Mathu MT,van der Vliet PC,Destree OHJ.(1998).Cell Death Differ :774−84に記載のように実施できる。(ii)アポトーシスに伴う形態学的変化の検出、基本的にはCompton MM(1992)Cancer Metast Rev 11:105−119,1992;Wyllie AH(1992)Cancer Metast Rev 11:95−103;Oltvai ZN,Korsmeyer SJ (1994)Cell 79:189−192、1994に記載のように実施される。(iii)アポトーシスを検出するためのフローサイトメトリー解析の使用、基本的には、Ormerod MG、Collins MKL、Rodriguez− Tarduchy G,Robertson D(1992)J Immunol Meth 153:57−66;Jacobs DP、Pipho C(1983)J Immunol Meth 62:101−110に記載のように実施される。
インビボで存在する顆粒膜細胞の場合、顆粒膜細胞のアポトーシスの程度は、本技術分野において知られた適切な方法により決定できる。例えば、ウェスタン解析によって、プロアポトーシス蛋白質(Bax等)や抗アポトーシス蛋白質(Bcl−2等)の発現を測定できる。
前述のように、本発明は雌性被験体の卵成熟及び/又は卵胞成熟に関連する疾病又は症状を予防及び/又は治療するために使用することもできる。例えば、本発明は、腫瘍形成性細胞におけるアポトーシスレベルを増加させることにより顆粒膜細胞腫瘍の予防及び/又は治療するために使用できる。これに替えて、本発明は、多嚢胞性卵巣症候群を予防及び/又は治療するために使用できる。
BMP−15及び/又はBMP−6、及び/又は顆粒膜細胞内のBMP−15又はBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節する剤の被験体への投与は、疾病又は症状の発症前、発症中及び発症後のいずれか一時期において行うことができるということが理解されるであろう。
更に、化学療法等の幾つかの治療は、卵胞閉鎖のレベルの上昇をもたらす。従って、本発明は、治療対象の被験体の顆粒膜細胞アポトーシスのレベルを低減することによりこのような症状を改善するために使用できる。この場合、被験体の顆粒膜細胞アポトーシスのレベルの低減は、閉鎖を低減するための治療前、治療中、及び治療後のいずれか一時期において使用できる。
顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性の調節は複数の各種方法を用いて達成できる。例えば、これら蛋白質の一方或いは両方の濃度を上昇させる場合、顆粒膜細胞を前記蛋白質に曝露する、即ち、接触させればよい。
この点に関して、BMP−15という語で表される範囲には、目的顆粒膜細胞のアポトーシスを調節するために適した種から得たBMP−15(アポトーシスを調節する対象の顆粒膜細胞と同一種から得たBMP−15の使用を含む)、BMP−15のバリアント(野生型BMP−15の一以上のアミノ酸を置換したBMP−15等)、BMP−15の生物学的活性断片が含まれることが理解されるであろう。BMP−15は、単離蛋白質、組換え蛋白質、精製物又は半精製物、或いは蛋白質複合混合物を構成する一部(卵母細胞からのならし培地中に存在するもの等)とすることができる。
同様に、BMP−6という語で表される範囲には、目的顆粒膜細胞のアポトーシスを調節するために適した種から得たBMP−6(アポトーシスを調節する対象の顆粒膜細胞と同一種から得たBMP−6の使用を含む)、BMP−6のバリアント(野生型BMP−6の一以上のアミノ酸を置換したBMP−6等)、BMP−6の生物学的活性断片が含まれることが理解されるであろう。BMP−6は、単離蛋白質、組換え蛋白質、精製物又は半精製物、或いは蛋白質複合混合物を構成する一部(卵母細胞からのならし培地中に存在するもの等)とすることができる。
上述のように、これら蛋白質は、精製又は半精製蛋白質として、或いは卵母細胞ならし培地及び/又は卵母細胞分泌因子の形態で運ばれうる(delivered)。本技術分野においては、これら蛋白質を製造するための各種方法が知られている。例えば、これら蛋白質は、卵母細胞から分泌されたBMP−15及び/又はBMP−6を含有するならし培地に顆粒膜細胞を曝露することにより、一以上の他の成分を含有する抽出物の形態で運ばれ得る。
BMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を低下させる場合、活性の低下は、例えば、これら蛋白質の濃度を低下させた培地に顆粒膜細胞を曝露することにより、或いはこれら蛋白質のいずれかの中和抗体を用いて達成できる。これら蛋白質の濃度或いは活性を低下させる他の方法としては、ALK6及び/又はBPMPRII受容体のエクトドメイン(ectodomain)の使用が挙げられる。フォリスタチンは、BMP−15分子と不活性複合体を形成することによりBMP−15の濃度を低下させるために使用できる。
卵母細胞におけるBMP−15及びBMP−6の発現を調節することにより卵母細胞が分泌したこれら蛋白質のレベルを調節するために、各種アンチセンス核酸技術やsiRNA技術も使用できる。従って、本発明は、一形態においては、卵胞におけるBMP−15及び/又はBMP−6の発現を低下させることにより卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスの程度を増加させるために、卵母細胞にアンチセンス核酸或いはsiRNAを添加することを包含している。アンチセンス核酸やsiRNAの設計や投与するための各種方法は本技術分野において知られている。
顆粒膜細胞のアポトーシスレベルを調節するために、卵丘卵母細胞複合体におけるアポトーシスの制御に関与する卵母細胞分泌因子のグラジエント(gradient)を促進或いは妨害する剤も使用できることが理解されるであろう。
顆粒膜細胞のアポトーシスレベルを更に調節するために他の因子を使用できることも理解されるであろう。例えば、アポトーシスの発生を低減するために細胞のFSHへの曝露を利用できる。
好ましくは、BMP−15又はBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性の調節は、ALK6及び/又はBMPRII受容体シグナル伝達経路の調節である。
この点に関して、ALK6及び/又はBMPRIIシグナル伝達経路の調節により、細胞内のSMAD1/5/8経路の調節がもたらされる。
顆粒膜細胞のアポトーシスを調節するためにGDF−9/BMP−15ヘテロダイマーの活性及び/又は濃度の調節も利用できる。このように、本発明の各種形態は、顆粒膜細胞が曝露されるGDF−9/BMP−15ヘテロダイマーの濃度の調節、及び/又は顆粒膜細胞内のGDF−9/BMP−15ヘテロダイマー依存性シグナル伝達経路の活性の調節も含まれる。
例えば、一形態においては、本発明は、顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する方法であって、該方法は次の各段階、
(i)顆粒膜細胞が曝露されるGDF−9/BMP−15ヘテロダイマーの濃度を調節する段階、及び
(ii)顆粒膜細胞内のGDF−9/BMP−15ヘテロダイマー依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
の内の一以上を含む方法を提供するものである。
本発明は、凍結融解に起因する損傷により誘起されるアポトーシスを低減するのに適していることも理解される。
従って、別の一形態においては、本発明は、凍結融解に起因する顆粒膜細胞のアポトーシスを低減する方法であって、該方法は次の各段階、
(i)顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節する段階、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
の内の一以上を含む方法を提供するものである。
活性BMP−16及び/又は活性BMP−6の濃度の調節、或いはBMP−15又はBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性の調節は、凍結前及び/又は凍結後に行うことができる。
個々の卵丘卵母細胞複合体や全卵胞(whole follicles)、卵巣組織、全卵巣(whole ovaries)は、冷凍すると凍結/凍結融解のため通常死ぬ。従って、本発明は、凍結融解に起因するこれら細胞/組織の損傷を低減するのにも適している。
従って、別の一形態においては、本発明は、凍結融解に起因する卵丘卵母細胞複合体、卵胞、卵巣組織又は卵巣の損傷を低減する方法であって、該方法は、卵丘卵母細胞複合体、卵胞、卵巣組織又は卵巣を
(i)BMP−15及び/又はBMP−6の有効量、
(ii)卵丘卵母細胞複合体、卵胞、卵巣組織又は卵巣における顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節する剤の有効量、
(iii)細胞複合体、卵胞、卵巣組織又は卵巣における顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節する剤の有効量、の内の一以上に曝露することを含む方法を提供するものである。
活性BMP−16及び/又は活性BMP−6の濃度の調節、或いはBMP−15又はBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性の調節は、凍結前及び/又は凍結融解後に行うことができる。
好ましくは、本発明の各種形態におけるBMP−15又はBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節する剤は、これら経路の活性を促進して顆粒膜細胞のアポトーシスを低減する。
本発明の各種形態における顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性の調節は適切な方法によって達成できる。例えば、BMPRII受容体の活性は、BMP−7、BMP−4及びBMP−2の内の一以上に顆粒膜細胞を曝露することにより調節できる。
顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性の調節も適切な方法によって行うことができる。
好ましくは、アポトーシスの調節は、有効量のBMP−15及び/又はBMP−6を含有する組成物に顆粒膜細胞を曝露することにより、或いは顆粒膜細胞内のBMP−15及び/又はBMP−6シグナル伝達経路を阻害或いは促進する剤を含有する組成物に顆粒膜細胞を曝露することにより行う。
従って、好ましい一形態においては、本発明は、顆粒膜細胞のアポトーシスを調節するための組成物であって、該組成物は、
(i)BMP−15及び/又はBMP−6の有効量、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節する剤の有効量、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節する剤の有効量、の内の一以上を含有する組成物も提供するものである。
顆粒膜細胞はインビトロ又はインビボで存在するものとすることができる。例えば、顆粒膜細胞は、インビトロの卵丘卵母細胞複合体の一部として存在するものか、或いは雌性被験体の卵胞の一部としての顆粒膜細胞とすることができる。
特に好ましい一形態においては、組成物は、インビトロにおいて卵胞及び/又は卵丘卵母細胞複合体の顆粒膜細胞のアポトーシスを低減する培養培地である。
従って、別の一形態においては、本発明は、卵丘卵母細胞複合体及び/又は卵胞を培養するための培地であって、該培地は、
(i)BMP−15及び/又はBMP−6の有効量、
(ii)卵丘卵母細胞複合体内又は卵胞内の顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤の有効量、
(iii)卵丘卵母細胞複合体内又は卵胞内の顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤の有効量、の内の一以上を含有する培地を提供するものである。
この場合の有効量とは、顆粒膜細胞のアポトーシスを低減する量である。
BMP−15及び/又はBMP−6、及び/又はBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節する剤、及び/又はBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節する剤は、胚及び/又は卵母細胞のための培養培地サプリメントとしても使用できるということが理解されるであろう。
従って、別の一形態においては、本発明は、次の各成分、
卵母細胞及び/又は胚の培養培地、
BMP−15及び/又はBMP−6、又はこれらのバリアント若しくはアナログ、及び/又は
顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節する剤、及び/又は
顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節する剤を含有し、
各成分は、培養培地に添加するための形態で提供される組合せ製品を提供するものである。
本組合せ製品は、本明細書に記載した各用途のいずれにも使用できる。
本発明の各種組合せ製品における培養培地やその他の各種成分は、マルチユース形態或いはユニット形態でアンプル、ボトル、バイアル等の(好ましくは殺菌された)適切な容器に別々に包装できる。容器は充填後に気密密閉できる。これら蛋白質成分は、単離された形態、或いは精製又は半精製された形態とすることができ、これら蛋白質の安定性及び/又は使用のための追加的添加物を含有できる。各種成分を包装するための各種方法は本技術分野において知られている。
前記組成物は、卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスレベルを調節することにより卵母細胞の成熟を調節するためにも使用できる。
従って、別の一形態においては、本発明は、卵母細胞の成熟を調節するための組成物であって、該組成物は、
(i)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有するBMP−15及び/又はBMP−6の或る特定量、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、の内の一以上を含有する組成物を提供するものである。
前述のように、前記組成物は、卵母細胞をインビトロで成熟するための培地の調製に特に適している。
従って、別の一形態においては、本発明は、卵母細胞インビトロ成熟培地であって、該培地は、
(i)BMP−15及び/又はBMP−6の有効量、
(ii)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤の有効量、
(iii)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤の有効量、の内の一以上を含有する培地を提供するものである。
この場合の有効量とは、顆粒膜細胞のアポトーシスを低減する量である。
前記組成物は、卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスレベルを調節することにより卵母細胞の発育能力を調節するためにも使用できる。
従って、別の一形態においては、本発明は、卵母細胞の発育能力を調節するための組成物であって、該組成物は、
(i)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有するBMP−15及び/又はBMP−6の或る特定量、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、の内の一以上を含有する組成物を提供するものである。
前記組成物は、インビトロにおいて卵母細胞の発育能力を改善するための培地の調製に特に適している。
従って、別の一形態においては、本発明は、卵母細胞の発育能力を改善するための培地であって、該培地は、
(i)BMP−15及び/又はBMP−6の有効量、
(ii)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤の有効量、
(iii)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤の有効量、の内の一以上を含有する培地を提供するものである。
この場合の有効量とは、顆粒膜細胞のアポトーシスを低減する量である。
これに替えて、前記組成物は、雌性被験体の卵成熟及び/又は卵胞成熟に関連する疾病又は症状を予防及び/又は治療するために雌性被験体に投与できる。このような疾病や症状の例としては、顆粒膜細胞腫瘍や多嚢胞性卵巣症候群が挙げられる。
従って、別の一形態においては、本発明は、雌性被験体の卵成熟及び/又は卵胞成熟に関連する疾病又は症状を予防及び/又は治療するための組成物であって、該組成物は、
(i)被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有するBMP−15及び/又はBMP−6の或る特定量、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、の内の一以上を含有する組成物を提供するものである。
前記組成物は、化学療法等の治療に起因する被験体への損傷を予防及び/又は治療するために被験体に投与することもできる。
前記組成物は卵胞を培養するためにも使用できる。
従って、別の一形態においては、本発明は、卵胞を培養するための組成物であって、該組成物は、
(i)卵胞内の顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有するBMP−15及び/又はBMP−6の或る特定量、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵胞内の顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵胞内の顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、の内の一以上を含有する組成物を提供するものである。
前記組成物は、インビトロで卵胞を培養するための培地の調製に特に適している。
従って、別の一形態においては、本発明は、卵胞培養培地であって、該培地は、
(i)BMP−15及び/又はBMP−6の有効量、
(ii)卵胞内の顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤の有効量、
(iii)卵胞内の顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤の有効量、の内の一以上を含有する培地を提供するものである。
この場合の有効量とは、顆粒膜細胞のアポトーシスを低減する量である。
前記組成物は、卵胞内の顆粒膜細胞のアポトーシスレベルを調節することにより卵胞閉鎖を調節するためにも使用できる。
従って、別の一形態においては、本発明は、卵胞の閉鎖を調節するための組成物であって、該組成物は、
(i)卵胞内の顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有するBMP−15及び/又はBMP−6の或る特定量、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵胞内の顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵胞内の顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、の内の一以上を含有する組成物を提供するものである。
この組成物は、インビトロ或いはインビボの卵胞に対して使用できる。インビトロの卵胞の場合、この組成物は、閉鎖を調節するための培地の形態とすることができる。
この組成物は、卵胞内の顆粒膜細胞のアポトーシスレベルを調節することにより卵胞の発育を調節するためにも使用できる。
従って、別の一形態においては、本発明は、卵胞の発育を調節するための組成物であって、該組成物は、
(i)卵胞内の顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有するBMP−15及び/又はBMP−6の或る特定量、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵胞内の顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵胞内の顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、の内の一以上を含有する組成物を提供するものである。
この組成物は、インビトロ或いはインビボの卵胞に対して使用できる。インビトロの卵胞の場合、この組成物は、卵胞発育を調節するための培地の形態とすることができる。
この組成物は、雌性被験体の顆粒膜細胞のアポトーシスレベルを調節することにより雌性被験体の排卵率を調節するためにも使用できる。
従って、別の一形態においては、本発明は、雌性被験体の排卵率を調節するために使用される組成物であって、該組成物は、
(i)被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有するBMP−15及び/又はBMP−6の或る特定量、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、の内の一以上を含有する組成物を提供するものである。
この組成物は、雌性被験体の顆粒膜細胞のアポトーシスレベルを調節することにより雌性被験体の卵巣周期又は月経周期の各周期において成熟する卵胞の数を調節するためにも使用できる。
従って、別の一形態においては、本発明は、雌性被験体の卵巣周期又は月経周期の各周期において成熟する卵胞の数を調節するための組成物であって、該組成物は、
(i)被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有するBMP−15及び/又はBMP−6の或る特定量、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、の内の一以上を含有する組成物も提供するものである。
この組成物は、雌性被験体の顆粒膜細胞のアポトーシスレベルを調節することにより雌性被験体の受胎能を調節するためにも使用できる。
従って、別の一形態においては、本発明は、雌性被験体の受胎能を調節するために使用される組成物であって、該組成物は、
(i)被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有するBMP−15及び/又はBMP−6の或る特定量、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、の内の一以上を含有する組成物を提供するものである。
本発明の各組成物は、受胎能を促進するために使用できる他、避妊薬としても使用できる。
例えば、剤がアポトーシスを低減させる場合、組成物は、雌性被験体に投与すると雌性被験体の受胎能を上昇させるために使用できる。
従って、別の一形態においては、本発明は、雌性被験体の受胎能を促進するための組成物であって、該組成物は、雌性被験体の顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させることにより被験体の顆粒膜細胞のアポトーシスを低減させる作用を有する剤の或る特定量、及び/又は顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させることにより雌性被験体の顆粒膜細胞のアポトーシスを低減させる作用を有する剤の或る特定量を含有する組成物を提供するものである。
例えば、この剤はBMP−15或いはBMP−6とすることができる。
剤がアポトーシスを促進する場合、組成物は、雌性被験体に投与すると避妊薬組成物として使用できる。
従って、別の一形態においては、本発明は、避妊薬組成物であって、該組成物は、雌性被験体の顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を低下させることにより被験体の顆粒膜細胞のアポトーシスを増加させる作用を有する剤の或る特定量、及び/又は顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を低下させることにより雌性被験体の顆粒膜細胞のアポトーシスを増加させる作用を有する剤の或る特定量を含有する組成物を提供するものである。
例えば、剤は、BMP−15或いはBMP−6を標的とする適切なアンタゴニスト抗体、或いは溶解可能な形態のBMPRII受容体とすることができる。
本発明の各種形態における剤がBMPR−II及び/又はALK6受容体の活性を阻害する場合、剤は、受容体に結合する一種以上の卵母細胞分泌因子の濃度低減することにより受容体の活性を妨害してもよいし、受容体と結合しアンタゴニストとして作用することにより受容体の活性を妨害してもよいし、受容体の構造にコンフォメーション変化を惹き起こすことにより受容体の活性を妨害してもよいし、BMPR−II受容体とALK6受容体の間のヘテロダイマー形成を妨害してもよいし、受容体からの信号伝達に関与する一種以上の細胞内蛋白質のリン酸化を妨害してもよいし、受容体のシグナル伝達活性を妨害するように細胞内の一種以上の因子の濃度(受容体の発現を含む)を調節してもよい。
剤が受容体の活性を阻害する場合、好ましくは、剤は、受容体が結合する一種以上の卵母細胞分泌因子の濃度を低下させることにより、或いは顆粒膜細胞におけるSmad1及び/又はSmad5及び/又はSmad8のリン酸化を低減させることにより活性を阻害する。
剤が受容体の活性を促進する場合、剤は、受容体が結合する一種以上の卵母細胞分泌因子の結合を活性化、即ち促進してもよいし、受容体のアゴニストとして作用してもよいし、受容体の構造にコンフォメーション変化を惹き起こすことにより受容体の活性を促進してもよいし、BMPR−II受容体とALK6受容体の間のヘテロダイマー形成を促進してもよいし、受容体からの信号伝達に関与する一種以上の細胞内蛋白質のリン酸化を促進してもよいし、受容体のシグナル伝達活性を促進するように細胞内の一種以上の因子の濃度(受容体の発現を含む)を調節してもよい。
BMPRII及び/又はALK6受容体の活性を調節できる剤の種類の例としては、蛋白質、抗体、アプタマー、アンチセンス核酸、アンチセンスオリゴヌクレオチド、siRNA、ポリペプチド、ペプチド、小分子、薬物、多糖、糖蛋白質、脂質等が挙げられる。
例えば、剤がBMPR−IIの活性を阻害する場合は、本発明の各種形態における剤は、(i)膜結合受容体に結合することによりBMPR−II受容体と結合可能なものの濃度が低下してしまう一種以上の卵母細胞分泌因子に競合的に結合できる、溶解可能な形態のBMPR−II受容体、(ii)顆粒膜細胞の表面に発現するBMPR−IIの濃度を低下させるアンチセンスオリゴヌクレオチド、(iii)顆粒膜細胞内のBMPR−II/タイプ−IヘテロダイマーによってSmad1及び/又はSmad5及び/又はSmad8のリン酸化を妨害する剤、或いは(v)BMPR−II受容体に競合的に結合して一以上の卵母細胞分泌成長因子の結合を低減させることができる抗体であって、BMPR−IIの細胞外ドメインに対して樹立された抗体、とすることができる。
剤がBMPR−II受容体及びALK6受容体の一方或いは両方の活性を阻害する場合、好ましくは、剤はBMP−15依存性刺激(GDF−9/BMP−15ヘテロダイマーによる刺激を含む)を阻害することにより、或いはBMP−6依存性刺激を阻害することにより前記活性を阻害する。
特定の剤が顆粒膜細胞におけるBMP−15及び/又はBMP−6のシグナル伝達を調節することの決定は、本技術分野において知られている適切な方法により行うことができる。
好ましくは、剤は、顆粒膜細胞におけるSmad1及び/又はSmad5及び/又はSmad8のリン酸化を調節することによりBMP−15及び/又はBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節する。
特定の剤のSmad1及び/又はSmad5及び/又はSmad8のリン酸化を調節する能力の決定は、本技術分野において知られている適切な方法により行うことができる。
BMPR−II或いはALK6の活性を阻害する剤がBMPR−IIに対するアンチセンス核酸である場合、剤は、これら受容体のいずれかのヌクレオチド配列の全部又は一部に相補的な核酸とすることができる。
アンチセンス核酸はDNA、RNA、又はこれらの修飾体若しくは誘導体から構成できる。アンチセンス核酸はオリゴヌクレオチド或いはポリヌクレオチドとすることができる。本発明の好ましい一形態においては、剤はDNAアンチセンスオリゴヌクレオチドである。
アンチセンス核酸がアンチセンスオリゴヌクレオチドである場合、オリゴヌクレオチドは、塩基部分、糖部分、或いはリン酸骨格において修飾されていてもよいし、アンチセンス核酸の機能を促進するための他のペンダントグループ(appending groups)を含んでいてもよい。
オリゴヌクレオチドは構造上の任意の位置において修飾でき、その構成要素は本技術分野で一般に知られている。例えば、アンチセンスオリゴヌクレオチドは、5−フルオロウラシル、5−ブロモウラシル、5−クロロウラシル、5−ヨードウラシル、ヒポキサンチン、キサンチン、4−アセチルシトシン、5−(カルボキシルヒドロキシルメチル)ウラシル、5−カルボキシメチルアミノメチル−2−チオウリジン、5−カルボキシメチルアミノメチルウラシル、ジヒドロウラシル、ベータ−D−ガラクトシルキューオシン、イノシン、N6−イソペンチルアデニン、1−メチルグアニン、1−メチルイノシン、2,2−ジメチルグアニン、2−メチルアデニン、2−メチルグアニン、3−メチルシトシン、5−メチルシトシン、N6−アデニン、7−メチルグアニン、5−メチルアミノメチルウラシル、5−メトキシアミノメチル−2−チオウラシル、ベータ−D−マンノシルキューオシン、5’−メトキシカルボキシメチルウラシル、5−メトキシウラシル、2−メチルチオ−N6−イソペンチルアデニン、ウラシル−5−オキシ酢酸(v)、ワイブトキソシン、プソイドウラシル、キューオシン、2−チオシトシン、5−メチル−2−チオウラシル、2−チオウラシル、4−チオウラシル、5−メチルウラシル、ウラシル5−オキシ酢酸メチルエステル、ウラシル−5−オキシ酢酸(v)、5−メチル−2−チオウラシル、3−(3−アミノ−3−N−2−カルボキシプロピル)ウラシル、(acp3)w、及び2,6−ジアミノプリンから構成される群から選択される少なくとも一個の修飾塩基部分を含むことができる。
また、オリゴヌクレオチドは、アラビノース、2−フルオロアラビノース、キシルロース及びヘキソースからなる群から選択される少なくとも一個の修飾糖部分を含むことができるが、修飾糖部分の例はこれらに限定されるものではない。更に、オリゴヌクレオチドは、ホスホロチオエート、ホスホロジチオエート、ホスホラミドチオエート、ホスホラミデート、ホスホルジアミデート、メチルホスホネート、アルキルホスホトリエステル、ホルムアセタール、或いはこれらの任意のアナログ等の少なくとも一個の修飾されたリン酸骨格を含むことができる。
本発明の各種形態にかかるアンチセンスオリゴヌクレオチドは、本技術分野において知られている標準的な方法によって合成できる。例えば、ホスホロチオエートオリゴヌクレオチドは、Steinら(1988)Nucl.Acids Res. 16:3209に記載の方法によって合成できる。
また、本発明の各種形態に係るアンチセンス核酸は、外因性配列からの転写により細胞内で産生できる。例えば、ベクターを顆粒膜細胞に導入でき、その後、アンチセンスRNA核酸を転写により産生できる。この場合のベクターは、アンチセンス核酸をコードする配列と、本技術分野において知られている構成性或いは誘導性のプロモーターであってアンチセンス核酸を顆粒膜細胞内で発現させるための適切な構成性或いは誘導性のプロモーターとを含むであろうことは理解されるであろう。
このようなベクターは、所望のアンチセンスRNAを産生するために転写できるものであれば、エピソームのままとする或いは染色体に組込むことができる。本技術分野における標準的な組換えDNA技術方法、例えばSambrook,J,Fritsch,E.F.及びManiatis,T. Molecular Cloning:A Laboratory Manual第2版 Cold Spring Harbor Laboratory出版、ニューヨーク(1989)に全体が記載されている方法によって各種ベクターを構成できる。ベクターは、真核細胞での複製や発現に使用される、本技術分野において知られているプラスミド、ウィルス、その他のベクターとすることができる。
本発明の各種形態における剤が抗体である場合、抗体は、本技術分野において知られている各種方法を用いて生成できる。このような抗体には、ポリクローナル、モノクローナル、キメラ、一本鎖、Fabフラグメント、Fab発現ライブラリーにより産生されるフラグメントが含まれる。
抗体産生のためには、各種免疫原性を有するポリペプペチドやその任意のフラグメントやオリゴペプチドを注入することによりヤギ、ウサギ、ラット、マウス、ヒト等の各種宿主を免疫感作すればよい。宿主の種に応じて、免疫応答を増加させるために各種アジュバントを使用できる。このようなアジュバントとしては、フロイントアジュバント、水酸化アルミニウム等のミネラルゲル、リゾレシチンやプルロニックポリオール、ポリアニオン、ペプチド、油エマルジョン、キーホールリンペットヘモシアニン、ジニトロフェノール等の表面活性物質等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
モノクローナル抗体は、連続培養細胞系により抗体分子を産生するための任意の技法を用いて調製できる。これら技法の例としては、Kohler,G.ら(1975)Nature 256:495−497;Kozbor,D.ら(1985)J.Immunol.Methods 81:31−42;Cote,R.J.ら(1983)Proc.Natl.Acad.Sci.80:2026−2030;或いはCole,S.P.ら(1984)Mol.Cell Biol.62:109−120に記載のハイブリドーマ技法、ヒトB細胞ハイブリドーマ技法、EBVハイブリドーマ技法等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
例えば、骨形成受容体タイプIIを調節する蛋白質に対するモノクローナル抗体を生成するためには、この蛋白質のペプチド配列を合成しGroomeとLawrence M(1991)Hybridoma 10:309−316に記載のツベルクリンの精製蛋白質誘導体に結合できる。次に、Outbred Tyler’s Original(T/O)マウス(英国エセックス州サウスエンド・オン・シー(Southend on Sea))を4ヶ月間に亘って免疫感作する。次に、マウスを犠牲にして、Goding(1986) Monoclonal Antibodies:Principle and Practice.New York:Academic Pressに記載のようにSp2/0マウス骨髄腫細胞との融合のため脾臓を取り出す。
ハイブリドーマ上清を最初にELISAによりスクリーニングする。これは、Groome N.P.ら(1990) Hybridoma :31−42に記載のように、Nuncイムノプレートにコートした該ペプチドに対して行う。次に、反応性クローンを限界希釈により増殖、リクローニングする。次に、これらを目的の蛋白質に対して再度スクリーニングし、最も反応するクローンを選択後、増殖、イソタイピングする。IgG抗体は、評価前に、Harlow、E.とLane D.(1988)Antibodies:A Laboratory Manual.Cold Spring Habor Press.、Plainview,NYに記載のように、ハイソルトプロトコル(high salt protocol)を用いて蛋白質Aカラムに付すことができる。
更に、「キメラ抗体」を産生するために開発された各種技術、適切な抗原特異性及び生物学的活性を有する分子を得るためのマウス抗体遺伝子のヒト抗体遺伝子へのスプライシングを、例えばMorrison,S.L.ら(1984)Proc.Natl.Acad.Sci.81:6851−6855、Neuberger,M.S.ら(1984)Nature 312:604−608、Takeda,S.ら(1985)Nature 314:452−454に記載のように使用できる。
特定の結合部位を含む抗体フラグメントも作成できる。例えば、このようなフラグメントとしては、抗体分子のペプシン消化により産生できるF(ab’)2フラグメントや、このF(ab’)2フラグメントのジスルフィド架橋を減少させることにより作成できるFabフラグメントが挙げられる。これに替えて、例えばHuse、W.D.ら(1989)Science 254:1275−1281に記載のように、所望の特異性を有するモノクローナルFabフラグメントを迅速に且つ容易に特定するためにFab発現ライブラリーを構築できる。
所望の特異性を有する抗体を特定するためのスクリーニングのために、各種イムノアッセイを使用できる。確立された特異性を有するポリクローナル又はモノクローナル抗体を用いた競合結合やイムノラジオメトリックアッセイのための数多くのプロトコルが本技術分野において知られている。
顆粒膜細胞に暴露させる剤の有効量は、顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を示す量及び形態である限り、特に限定されない。
この点に関して、剤の有効量は、調節対象の顆粒膜細胞アポトーシスの程度や、剤がインビボで投与されるか否か、被験体の年齢や体重、投与頻度、他の有効な剤の存在を考慮する必要があるか否かに応じて適切に選択できる。
剤をインビトロで顆粒膜細胞に投与する場合、投与は、顆粒膜細胞を剤に直接曝露することにより行うことができる。
前述のように、この場合、本発明は卵母細胞インビトロ成熟培地の調製に特に適している。
従って、本発明は、卵母細胞インビトロ成熟培地であって、該培地は、
(i)BMP−15及び/又はBMP−6、
(ii)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、
(iii)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、の内の一以上を含有する培地を提供するものである。
好ましくは、顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害するのに有効なBMP−15の濃度は1〜1500ng/mLである。
好ましくは、顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害するのに有効なBMP−6の濃度は1〜200ng/mLである。
この点に関して、BMP−15及び/又はBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤の添加は、顆粒膜細胞のアポトーシスを低減するために、通常存在する添加物を含有しない組成物や培地を調製するために使用できるということが更に判明した。このような添加物としては、血清、アルブミン、卵胞液、フェチュイン、卵胞刺激ホルモン(FSH)、IGF(IGF−1等)やEGF(アンフィレグリンやエピレグリン等)等の抗アポトーシス成長因子が挙げられる。
従って、これに関連する各種形態においては、本発明は、上述の添加物を実質的に含有せず、BMP−15及び/又はBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤を含有する組成物或いは培地を提供するものである。
例えば、培地は卵丘卵母細胞複合体及び/又は卵胞のための培養培地とすることができる。
従って、別の一形態においては、本発明は、卵丘卵母細胞複合体及び/又は卵胞を培養するための培地であって、該培地は、
(i)BMP−15及び/又はBMP−6の有効量、
(ii)卵丘卵母細胞複合体内又は卵胞内の顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤の有効量、
(iii)卵丘卵母細胞複合体内又は卵胞内の顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤の有効量、の内の一以上を含有し、
血清、アルブミン、卵胞液、フェチュイン、卵胞刺激ホルモン(FSH)及び抗アポトーシス成長因子を実質的に含有していない培地を提供するものである。
例えば、この培地は、卵丘卵母細胞複合体の卵母細胞をインビトロで成熟させるために使用できる。
従って、別の一形態においては、本発明は、卵母細胞インビトロ成熟培地であって、該培地は、次の各成分、
(i)BMP−15及び/又はBMP−6、
(ii)卵母細胞に関連する一以上の顆粒膜細胞のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより前記一以上の顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、
(iii)卵母細胞に関連する前記一以上の顆粒膜細胞のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより前記一以上の顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、の内の一以上を含有し、
血清、アルブミン、卵胞液、フェチュイン、卵胞刺激ホルモン(FSH)及び抗アポトーシス成長因子を実質的に含有していない培地を提供するものである。
また、本発明は、卵胞を培養するための培地を調製するのに適しており、特に、卵胞発育を改善する或いは卵胞閉鎖を低減するのに適している。
従って、別の一形態においては、本発明は、卵胞培養培地であって、該培地は、次の各成分、
(i)BMP−15及び/又はBMP−6、
(ii)卵胞内の一以上の顆粒膜細胞のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより前記一以上の顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、
(iii)卵胞内の前記一以上の顆粒膜細胞のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより前記一以上の顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、の内の一以上を含有し、
該組成物は、血清、アルブミン、卵胞液、フェチュイン、卵胞刺激ホルモン(FSH)及び抗アポトーシス成長因子を実質的に含有していない培地を提供するものである。
本発明は、各種形態において、顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤と、卵母細胞及び/又は卵胞の培養培地の調製のための他の添加物とを含有する組成物或いは培地も提供するものである。
好ましくは、組成物或いは培地はNaClを含有する。より好ましくは、組成物或いは培地は40mM〜400mMのNaClを含有する。
好ましくは、組成物或いは培地はKClを含有する。より好ましくは、組成物或いは培地は0.1mM〜20mMのKClを含有する。
好ましくは、組成物或いは培地はグルコースを含有する。より好ましくは、組成物或いは培地は0.1mM〜40mMのKClを含有する。
従って、別の一形態においては、本発明は、
(i)BMP−15及び/又はBMP−6、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、の内の一以上を含有する組成物又は培地であって、
更に、40mM〜400mM NaCl、0.1mM〜20mM KCl、及び0.1mM〜40mMグルコースを含有する組成物又は培地を提供するものである。
この組成物或いは培地は、卵母細胞のインビトロでの成熟のため或いは卵胞の培養のために使用できる。このような組成物或いは培地をこれら目的のために使用する各種方法が本技術分野において知られている。
好ましくは、顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害するのに有効なBMP−15の濃度は1〜1500ng/mLである。
好ましくは、顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害するのに有効なBMP−6の濃度は1〜200ng/mLである。
好ましくは、組成物中のNaCl濃度は100mM〜180mMである。最も好ましくは、NaCl濃度は140mMである。
好ましくは、組成物中のKCl濃度は1mM〜8mMである。最も好ましくは、KCl濃度は4mMである。
好ましくは、組成物中のグルコース濃度は1mM〜25mMである。最も好ましくは、グルコース濃度は5.6mMである。
この組成物は一般に、10mM〜60mMの濃度範囲の炭酸水素ナトリウム緩衝液や両性イオン緩衝液やリン酸緩衝液等の適切な無機緩衝液も含有する。好ましくは、炭酸水素ナトリウムの濃度は20mM〜40mMである。最も好ましくは、炭酸水素ナトリウムの濃度は25mMである。
例えば、BMP−15を用いた適切な培地(g/L)は次のような培地である。
BMP−15 0.0005
CaCl2.2H20 0.265
MgSO4.6H20 0.09767
KCl 0.4
NaCl 6.8
NaH2PO4 0.122
L−アルギニン.HCl 0.126
L−システイン.HCl.一水和物 0.0313
L−グルタミン 0.292
L−ヒスチジン.HCl.一水和物 0.042
L−イソロイシン 0.052
L−ロイシン 0.052
L−リジン.HCl 0.0725
L−メチオニン 0.015
L−フェニルアラニン 0.032
L−スレオニン 0.048
L−トリプトファン 0.01
L−チロシン.2Na.二水和物 0.0519
L−バリン 0.046
塩化コリン 0.001
葉酸 0.001
myo−イノシトール 0.002
ナイアシナミド 0.001
D−パントテン酸.l/2Ca 0.001
ピリドキサール.HCl 0.001
リボフラビン 0.0001
チアミン.HCl 0.001
グルコース 1
フェノールレッド.Na 0.011
NaHCO3 2.2
BMP−6を用いた適切な培地(g/L)は次のような培地である。
BMP−6 0.0001
CaCl2.2H20 0.265
MgSO4.6H20 0.09767
KCl 0.4
NaCl 6.8
NaH2PO4 0.122
L−アルギニン.HCl 0.126
L−システイン.HCl.一水和物 0.0313
L−グルタミン 0.292
L−ヒスチジン.HCl.一水和物 0.042
L−イソロイシン 0.052
L−ロイシン 0.052
L−リジン.HCl 0.0725
L−メチオニン 0.015
L−フェニルアラニン 0.032
L−スレオニン 0.048
L−トリプトファン 0.01
L−チロシン.2Na.二水和物 0.0519
L−バリン 0.046
塩化コリン 0.001
葉酸 0.001
myo−イノシトール 0.002
ナイアシナミド 0.001
D−パントテン酸.l/2Ca 0.001
ピリドキサール.HCl 0.001
リボフラビン 0.0001
チアミン.HCl 0.001
グルコース 1
フェノールレッド.Na 0.011
NaHCO3 2.2
上述のように、本発明は、凍結融解による損傷によりもたらされたるアポトーシスの低減にも適しているということも認められた。
従って、別の一形態においては、本発明は、凍結融解に起因する顆粒膜細胞アポトーシスを低減するための組成物であって、
(i)活性BMP−15及び/又は活性BMP−6、
(ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
(iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、の内の一以上を含有する組成物を提供するものである。
本組成物は、凍結前及び/又は融解後に使用できる。
例えば、個別の卵丘卵母細胞複合体や全卵胞、卵巣組織、全卵巣は、冷凍すると凍結/凍結融解によって通常死ぬが、本組成物は、凍結融解後の細胞や組織の増殖能力を改善するために使用できる。
従って、別の一形態においては、本発明は、凍結に起因する卵丘卵母細胞複合体、卵胞、卵巣組織又は卵巣の損傷を低減するための組成物であって、
(i)有効量の活性BMP−15及び/又は活性BMP−6、
(ii)卵丘卵母細胞複合体、卵胞、卵巣組織又は卵巣の顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる有効量の剤、
(iii)卵丘卵母細胞複合体、卵胞、卵巣組織又は卵巣の顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる有効量の剤、の内の一以上を含有する組成物を提供するものである。
好ましい一形態においては、本組成物は培養培地である。
本発明の組成物及び/又は培地は、補助生殖技法に使用される卵母細胞を培養するのに特に適している。補助生殖を実施するための各種方法が本技術分野で知られている。
この点に関しては、本明細書を通して使用される「補助生殖」という用語は、単離卵母細胞及び/又は単離精子を用いたヒトや動物に対するあらゆる受精技術をいうと理解すべきである。このような受精技法の例としては、インビトロで培養した卵母細胞や胚を用いた技術(例えば、卵母細胞のインビトロ成熟)、インビトロ受精(IVF;卵母細胞の吸引、実験室における受精、及びレシピエントへの胚の移植)、卵管内配偶子移植法(GIFT;卵管内への卵母細胞及び精子の配置)、接合子卵管内移植(ZIFT;卵管内への受精卵母細胞の配置)、卵管内胚移植(TET;卵管内への分割胚の配置)、腹腔内卵母細胞・精子移植(POST;骨盤腔内への卵母細胞及び精子の配置)、細胞質内精子注入(ICSI)、精巣精子注出(TESE)、顕微鏡下精巣上体精子吸引(MESA)等が挙げられる。
従って、別の一形態においては、本発明は、卵母細胞を用いた補助生殖方法であって、次の各成分、
(i)BMP−15及び/又はBMP−6、
(ii)卵母細胞に関連する一以上の顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより前記一以上の顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、
(iii)卵母細胞に関連する一以上の顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより前記一以上の顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、の内の一以上を含有する培地において卵母細胞を培養する段階を含む方法を提供するものである。
例えば、本発明は、インビトロ受精技法において使用することが可能である。
従って、別の一形態においては、本発明は、卵母細胞のインビトロ受精方法あって、次の各成分、
(i)BMP−15及び/又はBMP−6、
(ii)卵母細胞に関連する一以上の顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより前記一以上の顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、
(iii)卵母細胞に関連する一以上の顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより前記一以上の顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、の内の一以上を含有する培地において卵母細胞を培養する段階を含む方法を提供するものである。
本発明は更に、卵母細胞を用いる補助生殖における使用のための組成物を提供するものである。
本発明は、胚を形成するために受精する卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスを調節することによって、胚の発育能力を調節するのに適している。
従って、別の一形態においては、本発明は、卵母細胞から作製された胚の発育能力を調節するための組成物であって、
(i)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスの調節におけるBMP−15及び/又はBMP−6の有効量、
(ii)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することによる顆粒膜細胞のアポトーシスの調節における有効量の剤、
(iii)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することによる顆粒膜細胞のアポトーシスの調節における有効量の剤、の内の一以上を含有する組成物を提供するものである。
別の一形態においては、本発明は、卵母細胞から作製された胚の発育能力を調節する方法であって、該方法は次の各段階、
(i)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節することにより顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
(ii)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
(iii)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
の内の一以上を含む方法を提供するものである。
また、別の一形態においては、本発明は、卵母細胞から作製された胚を用いた補助生殖方法であって、次の各成分、
(i)BMP−15及び/又はBMP−6、
(ii)卵母細胞に関連する一以上の顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより前記一以上の顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、
(iii)卵母細胞に関連する一以上の顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより前記一以上の顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、の内の一以上を含有する培地において卵母細胞及び/又は胚を培養する段階を含む方法を提供するものである。
本発明は更に、卵母細胞から作製された胚を用いる補助生殖における使用のための組成物を提供するものである。
本発明の各種剤をインビボで投与する場合、剤は、所望の作用部位への剤を到達させ顆粒膜細胞アポトーシスを阻害する作用を示すのに適した形態及び濃度で運ぶことができる。
剤の投与は、所望の顆粒膜細胞アポトーシス調節作用を生じさせるに適した任意の時間内に行うことができる。この点に関しては、本発明の各種関連形態における剤の顆粒膜細胞への投与は、顆粒膜細胞に関連するインビトロ又はインビボの卵母細胞の受精前、受精中、受精後の任意の時期に行うことができる。
ヒトや動物の被験体に対して、剤は経口、非経口、局所、或いはその他任意の適切な手段により投与できるが、剤の通過時間を考慮しなければならない。
本発明の各種形態における剤のインビボ投与には、投与する剤の具体的な物理的及び化学的特性を考慮に入れ、薬学的に許容できる塩や、アミノ酸、ポリペプチド、ポリマー、溶剤、緩衝剤、賦形剤、充填剤等の薬学的に許容できる一種以上の添加剤の使用も含まれる。
例えば、剤は、水溶液、油性製剤、脂肪乳剤、乳剤、ゲル剤等の形態で種々の製剤に調製でき、これらの製剤は、筋肉内注射や皮下注射、或いは卵巣への注射、或いは埋込み製剤、鼻腔、直腸、子宮、膣、肺等に対する経粘膜製剤として投与できる。前記製剤は、経口用製剤(例えば、錠剤、カプセル剤、顆粒剤、散剤等の固体製剤や、シロップ剤、乳剤、懸濁剤等の液状製剤)の形態で投与できる。また、前記剤を含有する組成物は、保存剤や安定剤、分散剤、pH調整剤、等張剤も含有できる。適切な保存剤の例としては、グリセリン、プロピレングリコール、フェノール、ベンジルアルコールが挙げられる。適切な安定剤の例としては、デキストラン、ゼラチン、α−トコフェロールアセテート、アルファチオグリセリンが挙げられる。適切な分散剤の例としては、ポリオキシエチレン(20)、ソルビタンモノオレアート(Tween 80)、セスキオレイン酸ソルビタン(Span 30)、ポリオキシエチレン(160)ポリオキシプロピレン(30)グリコール(Pluronic F68)、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油60が挙げられる。。適切なpH調整剤の例としては、塩酸や水酸化ナトリウム等が挙げられる。適切な等張剤の例としては、グルコース、D−ソルビトール、D−マンニトールが挙げられる。
本発明の各種形態における剤のインビボ投与は、投与する剤の具体的な物理的及び化学的特性を考慮に入れ、薬学的に許容できる担体や、希釈剤、賦形剤、懸濁剤、滑沢剤、補助薬、ビヒクル、送達システム、乳化剤、崩壊剤、吸収剤、保存剤、界面活性剤、着色剤、風味剤、甘味剤を含有する組成物の形態で投与できる。
これらの目的のため、本組成物は、経口、非経口、吸入スプレー、吸着法、生体吸収、局所、直腸内、経鼻、経頬、経膣、脳室内投与により或いは埋め込まれたリザーバーを介して、薬剤的に許容できる従来の無毒性担体を含有する投与製剤や他の任意の投与形態で投与できる。本明細書で用いられる非経口という用語には、皮下、静脈内、筋肉内、腹腔内、クモ膜下腔内、脳室内、胸骨内、頭蓋内への注射或いは注入(infusion)技法が含まれる。
非経口投与の場合、本組成物は通常、単位用量の無菌注射可能な形態(溶液や懸濁剤、乳剤)であり、好ましくは、薬学的に許容できる担体によりレシピエントの血液と等しい浸透圧に調整される。このような無菌注射可能な形態の例としては、水性の無菌注射剤や油性懸濁剤が挙げられる。これら懸濁剤は、適切な分散剤或いは湿潤剤と懸濁化剤とを用いた、本技術分野で知られている各種技法で調製できる。無菌注射可能な形態は、例えば1,3−ブタンジオール溶液等の無毒性の非経口投与可能な希釈剤や溶剤を用いた、無菌注射可能な溶液或いは懸濁剤とすることができる。許容できるものの内、使用可能なビヒクル及び溶剤は、水、塩類、リンゲル液、デキストロース液、等張食塩液及びハンクス液である。更に、溶剤や懸濁媒として、無菌不揮発性油が従来使用されている。この目的のためには、合成モノグリセリド又は合成ジグリセリド、トウモロコシ油、綿実油、落花生油、胡麻油等、任意の非刺激性(bland)の不揮発性油を使用できる。オレイン酸エチルやイソプロピルミリステート、オレイン酸等の脂肪酸、及びそのグリセリド誘導体(オリーブ油やひまし油等)、特にこれらをポリオキシエチル化した形態のものは、注射剤の調製に有用である。また、これら油剤や懸濁剤は、長鎖アルコール希釈剤或いは分散剤を含有できる。
担体は、溶解性や等張性、化学的安定性を改善する物質、例えば抗酸化剤や緩衝剤、保存剤等の添加剤を少量含有できる。
経口投与の場合、組成物は通常、本技術分野で知られている従来の装置や技術を用いて、錠剤、カシェ剤、散剤、顆粒剤、ビーズ剤、咀嚼錠、カプセル剤、液剤、水性懸濁剤、溶液等の単位用量形態や、類似の投与形態に調製される。このような製剤は一般に、固体担体や半固体担体、液体担体を含有する。典型的な担体としては、ラクトース、デキストロース、スクロース、ソルビトール、マンニトール、デンプン、アラビアゴム、リン酸カルシウム、鉱油、カカオバター、カカオ油(oil of theobroma)、アルギネート、トラガカントゴム、ゼラチン、シロップ、メチルセルロース、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、オキシ安息香酸メチル、オキシ安息香酸プロピル、タルク、ステアリン酸マグネシウム等が挙げられる。
錠剤は、任意ではあるが一以上の補助成分と共に、活性成分を圧縮或いは成形することによって製造できる。圧縮錠剤は、散剤又は顆粒剤等の易流動性の形態の活性成分を、任意ではあるが結合剤、滑沢剤、不活性希釈剤、界面活性剤或いは分散剤と混合して、適切な機械で圧縮することにより調製できる。成形錠剤は、粉末状の活性成分と適切な担体との混合物を不活性液体希釈剤で湿らせ、適切な機械で成形することにより製造できる。
また、本発明の各形態における剤の投与には、放出制御技術も利用できる。剤は、徐放性医薬として投与することもできる。徐放作用を更に高めるために、本組成物は、植物油(例えば、大豆油、胡麻油、椿油、ひまし油、落花生油、菜種油等)、中脂肪酸トリグリセリド、オレイン酸エチル等の脂肪酸エステル、ポリシロキサン誘導体、或いは、ヒアルロン酸やその塩等の水溶性高分子量化合物(重量平均分子量:約80000〜2000000)、カルボキシメチルセルロースナトリウム(重量平均分子量:約20000〜400000)、ヒドロキシプロピルセルロース(2%水溶液粘度:3〜4000cps)、粥状コラーゲン(重量平均分子量:約300000)、ポリエチレングリコール(重量平均分子量:約400〜20000)、ポリエチレンオキシド(重量平均分子量:約100000〜9000000)、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(1%水溶液粘度:4〜100000cSt)、メチルセルロース(2%水溶液粘度:15〜8000cSt)、ポリビニルアルコール(粘度:2〜100cSt)、ポリビニルピロリドン(重量平均分子量:25000〜1200000)等、各種添加剤成分と共に調製できる。
これに替えて、前記剤は、数日に亘る放出制御のため疎水性ポリマーマトリックスに含有させることができる。更に、本発明の組成物は、頻回の再投与を必要とすることなく長期間に亘って剤の有効濃度を提供するのに適した固体植込錠或いは外用貼付剤に成形できる。このような徐放膜は本技術分野でよく知られている。この目的のために一般に使用され本発明において使用できるポリマーの他の例としては、外用又は内用に使用できる非分解性エチレン酢酸ビニル共重合体や分解性乳酸−グリコール酸共重合体が挙げられる。また、ポリ(ヒドロキシエチルメタクリレート)やポリ(ビニルアルコール)等の特定のヒドロゲルも、上に述べたような他のポリマー放出システムより放出サイクルが短いことを別にすれば、有用である。
前記担体はまた、適切な時限放出(time release)特性及び放出動態を有する生分解性ポリマー同士の混合物や固体生分解性ポリマーとすることができる。更に、本組成物は、頻回の再投与を必要とすることなく長期間に亘り剤の有効濃度を提供するのに適した固体植込錠に成形できる。前記剤は、本技術分野において当業者に知られている任意の適切な方法により生分解性ポリマー或いはポリマー混合物に混合し、生分解性ポリマーと共に均質マトリックスを形成するか、或いは何らかの方法によりポリマー内に封入するか、或いは固体植込錠に成形できる。
本発明は更に、卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスの程度を決定することにより卵母細胞の発育能力を評価する方法を提供するものである。
従って、別の一形態においては、本発明は、卵母細胞の発育能力を評価する方法であって、該方法は次の各段階、
(i)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスの程度を決定する段階、
(ii)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞において見られるアポトーシスの程度により卵母細胞の発育能力を評価する段階、
を含み、アポトーシスのレベルの低下は、高い発育能力を有する卵母細胞であることを示し、アポトーシスのレベルの上昇は、低い発育能力を有する卵母細胞であることを示す方法を提供するものである。
この点に関しては、「発育能力」という用語は、卵母細胞が、移植可能な胚に発育する能力を意味すると考えるべきである。
発育能力の改善は、顆粒膜細胞のアポトーシスレベルの低下と関連し、発育能力の低下は、顆粒膜細胞のアポトーシスのレベルの上昇と関連するということが理解されるであろう。
発育能力の評価は、インビトロにおける卵母細胞又はインビボにおける卵母細胞に対して行うことができる。
インビトロ或いはインビボでアポトーシスの程度を評価する方法は、前述した通りである。
このように、本発明は、例えば、卵丘卵母細胞複合体の一部或いは卵胞の一部としてのインビトロの卵母細胞の発育能力の評価や、インビボの卵母細胞の発育能力の評価を包含するものである。
本発明は更に、
(i)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性、
(ii)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性のレベル、
(iii)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性のレベル、の内の一以上を決定することにより卵母細胞の発育能力を評価するのにも適している。
この場合、発育能力の改善は、顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性の上昇、或いは顆粒膜細胞内のBMP−15又はBMP−6シグナル伝達経路の活性の上昇に関連し、発育能力の低下は、顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性の低下、顆粒膜細胞内のBMP−15又はBMP−6シグナル伝達経路の活性の低下、或いは顆粒膜細胞のアポトーシスのレベルの上昇に関連する。
従って、別の一形態においては、本発明は、卵母細胞の発育能力を評価する方法であって、該方法は、
(i)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性、卵母細胞に関連する顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性レベル、卵母細胞に関連する顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性レベル、の内の一以上を決定する段階、及び
(ii)前記決定の結果を用いて卵母細胞の発育能力を評価する段階、
を含み、BMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性の上昇、及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性の上昇は、高い発育能力を有する卵母細胞であることを示し、BMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性の低下、及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性の低下は、低い発育能力を有する卵母細胞であることを示す方法を提供するものである。
BMP−15及びBMP−6の濃度又は活性を決定する方法や、適切なシグナル伝達経路の活性を決定する方法は本技術分野において知られている。
本発明は更に、卵母細胞によるBMP−15及びBMP−6の発現、産生及び分泌の内の一以上を決定することによって、卵母細胞の発育能力を評価する方法を提供するものである。
例えば、ヒトIVFにおいては、使用される卵母細胞は通常裸化されるが、受精前に卵母細胞を含有する培地内のBMP−15及び/又はBMP−6レベルを決定することによって卵母細胞の発育能力を評価できる。BMP−15及び/又はBMP−6のレベルを決定するための適切な方法はELISAである。
従って、別の一形態においては、本発明は、卵母細胞の発育能力を評価する方法であって、該方法は、
(i)卵母細胞内のBMP−15及び/又はBMP−6の発現レベルを決定する、及び/又は卵母細胞が分泌するBMP−15及び/又はBMP−6の濃度を決定する段階、及び
(ii)卵母細胞の発育能力を評価する段階、
を含み、BMP−15及び/又はBMP−6の発現及び/又は濃度の上昇は、高い発育能力を有する卵母細胞であることを示し、BMP−15及び/又はBMP−6の発現及び/又は濃度の低下は、低い発育能力を有する卵母細胞であることを示す方法を提供するものである。
インビトロ成熟中に卵丘卵母細胞複合体を他の裸化卵母細胞と共培養することによって、卵丘卵母細胞複合体の受精の際に胚盤胞形成率が劇的に上昇するということも、これまでの研究において見出された(好ましい実施形態の説明における研究IIを参照)。この結果は、卵母細胞分泌因子は卵母細胞発育能力に対して大きな影響を及ぼすことを示している。
更に、卵母細胞発育能力の改善の原因となる卵母細胞分泌因子の少なくとも一部は、GDF−9及び/又はBMP−15であることも見出された。従って、GDF−9ホモダイマー、BMP−15ホモダイマー及びGDF−9/BMP−15ホモダイマーが関与していると考えられる。
また、BMP−6が、卵母細胞発育能力の改善を導く卵母細胞分泌因子の内の一種であろうと予想される。
従って、卵母細胞の発育能力を調節する方法であって、次の各段階、
(i)卵母細胞及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露される卵母細胞分泌因子の濃度及び/又は活性を調節する段階、
(ii)卵母細胞及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節する段階、
(iii)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
(iv)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
(v)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
の内の一以上を含む方法も提供される。
この点に関して、卵母細胞や胚の発育或いは発育能力を調節或いは診断するための技法を新規に開発する必要があるということが次第に確実になってきている。
また、ヒト及び動物の双方における補助生殖技法に関連して様々な問題点が文書化されている。特に、あらゆる年齢の女性の卵母細胞のインビトロ成熟を改善する必要と受精卵母細胞の発育能力を改善する必要がある。これは特に、40歳超の女性に行うIVFプログラムのために必要である。なぜなら、この年齢の女性のIVFにおける妊娠成功率は35歳未満の女性の約1/4であるためである。
この点に関して、「補助生殖」とは、単離卵母細胞、単離胚及び/又は単離精子を用いたヒトや動物におけるあらゆる受精技法、或いは、核移植、単為生殖的活性化、全能細胞の使用等の、ヒト及び/又は動物において胚を作製するためのその他のインビトロ技法をいうと理解すべきである。受精技法の例としては、インビトロ培養した卵母細胞や胚を用いた技法(例えば、インビトロ成熟)、インビトロ受精(IVF;卵母細胞の吸引、実験室における受精、及びレシピエントへの胚の移植)、卵管内配偶子移植法(GIFT;卵管内への卵母細胞及び精子の配置)、接合子卵管内移植(ZIFT;卵管内への受精卵母細胞の配置)、卵管内胚移植(TET;卵管内への分割胚の配置)、腹腔内卵母細胞・精子移植(POST;骨盤腔内への卵母細胞及び精子の配置)、細胞質内精子注入(ICSI)、精巣精子注出(TESE)、顕微鏡下精巣上体精子吸引(MESA)等が挙げられる。
卵母細胞や胚に関連して用いられる「単離」という用語は、特定の時点で卵母細胞や胚がその生来の環境から(少なくとも部分的に)取り出される或いは精製されることをいうと理解すべきである。単離胚の例としては、補助生殖技法を用いてインビトロで作製された胚や、被験体から単離された胚が挙げられる。単離卵母細胞の例としては、卵胞、卵丘卵母細胞複合体或いは裸化卵母細胞の一部として被験体から単離された卵母細胞が挙げられる。
「発育能力のある」という用語は、移植可能な胚を形成できる胚や卵母細胞をいうと理解すべきである。
「発育能力」という用語は、卵母細胞や胚が、移植可能な胚に発育する能力を意味すると理解すべきである。発育能力が改善された卵母細胞や胚は、移植成功後、生きた動物やヒトに発育する確率が高くなるであろう。
この方法はまた、受精後に発育中に進行する卵母細胞の能力を変えるために用いることもできる。
例えば、(i)卵母細胞及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露される卵母細胞分泌因子の濃度及び/又は活性、(ii)卵母細胞及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性、(iii)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性、の内の一以上を上昇させることにより、卵丘細胞複合体内の受精卵母細胞は、胚盤胞ステージや桑実胚ステージに発育する可能性が高くなる。
一種以上の卵母細胞分泌因子の適切な原料(source)には、一以上の付加的な裸化卵母細胞への卵母細胞の曝露が含まれる。これに替えて、一以上の卵母細胞からのならし培地に卵母細胞を曝露してもよい。
卵母細胞の発育能力の調節は、卵母細胞又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度を調節することによって行うのが好ましい。
この点に関しては、卵母細胞の発育能力は、卵母細胞又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度を高めることにより改善できる。
従って、好ましい一形態においては、卵母細胞の発育能力を調節する方法であって、卵母細胞及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度を調節する段階を含む方法が提供される。
上述の前記一以上の段階の調節は、卵母細胞の受精前、卵母細胞の受精と同時に、或いは卵母細胞の受精後に行うことができるということが理解されるであろう。
前記一以上の段階の調節は、卵母細胞の受精前に行うことが好ましい。例えば、本方法は、卵母細胞の受精前に卵母細胞の発育能力を改善するために用いることができる。
また、本方法は、インビトロ又はインビボで卵母細胞の発育能力を調節するために使用できるということが理解されるであろう。
例えば、本方法は、インビトロで卵母細胞の発育能力を調節するために用いることができる。この点に関しては、卵母細胞は、例えば、卵胞内に存在する卵母細胞や、卵丘卵母細胞複合体内に存在する卵母細胞、その卵丘細胞から裸化された卵母細胞、卵丘卵母細胞複合体内に存在するか或いは裸化された受精卵母細胞とすることができる。好ましくは、卵母細胞は卵丘卵母細胞複合体の一部である。
本技術分野においては、適切なレシピエントの雌から卵母細胞や卵丘卵母細胞複合体を回収しインビトロで卵母細胞を受精させる各種方法が知られている。
また、この点に関しては、本方法によって作製される、発育能力が変化した単離卵母細胞(インビトロの裸化卵母細胞、又はインビトロで存在する卵丘卵母細胞複合体の一部である卵母細胞等)や、この単離卵母細胞から作製される胚或いは非ヒト動物も提供される。
インビトロで産生された、発育能力が変化した卵母細胞は、適切なレシピエント雌性被験体への移植等の補助生殖技法で使用でき、また、胚移植、IVF及び/又は遺伝子操作に用いるために増殖能力を維持しつつインビトロで培養でき、また、胚移植や他の操作に先立って保存或いは凍結できる。更に、受精卵母細胞から作製された胚は、核移植用或いはES細胞作製用の胚細胞の原料として使用できる。
従って、別の一形態においては、卵母細胞を用いた補助生殖方法であって、次の各段階、
(i)卵母細胞又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露される卵母細胞分泌因子の濃度及び/又は活性を調節する段階、
(ii)卵母細胞及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節する段階、
(iii)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
(iv)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
(v)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
の内の一以上を含む方法も提供される。
例えば、本補助生殖方法は卵母細胞のインビトロ受精とすることができる。
従って、別の一形態においては、卵母細胞のインビトロ受精方法であって、次の各段階、
(i)卵母細胞又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露される卵母細胞分泌因子の濃度及び/又は活性を調節する段階、
(ii)卵母細胞及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節する段階、
(iii)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
(iv)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
(v)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
の内の一以上を含む方法も提供される。
本発明は更に、卵母細胞を用いる補助生殖における使用のための組成物も提供するものである。
また、別の一形態においては、卵母細胞から作製された胚を用いた補助生殖方法であって、該方法は、次の各段階、
(i)卵母細胞又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露される卵母細胞分泌因子の濃度及び/又は活性を調節する段階、
(ii)卵母細胞及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節する段階、
(iii)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
(iv)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
(v)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
の内の一以上を含む方法も提供される。
また、本発明は、卵母細胞から作製された胚を用いた補助生殖における使用のための組成物も提供するものである。
また、好ましい一形態においては、卵母細胞の発育能力を改善するための組成物であって、
(i)一以上の付加的な裸化卵母細胞、
(ii)一以上の卵母細胞分泌因子、
(iii)GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6、又はそれらのバリアント若しくはアナログ、
(iv)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
(v)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
(vi)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、の内の一以上を含有する組成物も提供される。
好ましい形態においては、本組成物は卵母細胞用の培養培地である。
従って、卵母細胞培養培地であって、
(i)一以上の付加的な裸化卵母細胞、
(ii)一以上の卵母細胞分泌因子、
(iii)GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6、又はそれらのバリアント若しくはアナログ、
(iv)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
(v)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
(vi)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、の内の一以上を含有する培地も提供される。
本組成物や培地は、卵母細胞の発育能力を改善するために使用することが好ましい。
別の一形態においては、卵母細胞を用いる補助生殖方法であって、
(i)一以上の裸化卵母細胞、
(ii)一以上の卵母細胞分泌因子、
(iii)GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6、又はそれらのバリアント若しくはアナログ、
(iv)胚内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
(v)胚内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
(vi)胚内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、の内の一以上を含有する培地において卵母細胞を培養する段階を含む方法が提供される。
本培地は、血清、アルブミン、卵胞液、フェチュイン、卵胞刺激ホルモン(FSH)、及びIGF(例えばIGF−1)やEGF(アンフィレグリンやエピレグリン等)等の成長因子、の内の一以上を実質的に含有しないものとすることができる。
従って、別の一形態においては、本発明は、卵母細胞の発育能力を改善するため培地であって、該培地は、次の各成分、
(i)一以上の付加的な裸化卵母細胞、
(ii)一以上の卵母細胞分泌因子、
(iii)GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6、又はそれらのバリアント若しくはアナログ、
(iv)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
(v)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
(vi)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、の内の一以上を含有し、該培地は、血清、アルブミン、卵胞液、フェチュイン、卵胞刺激ホルモン(FSH)及び成長因子の内の一以上を実質的に含有しない培地を提供するものである。
本培地は、本培地調製のための他の適切な添加剤を含有する。
好ましくは、本培地はNaClを含有する。更に好ましくは、本培地は40mM〜400mMのNaClを含有する。
好ましくは、本培地はKClを含有する。更に好ましくは、本培地は0.1mM〜20mMのKClを含有する。
好ましくは、本培地はグルコースを含有する。更に好ましくは、本培地は0.1mM〜40mMのグルコースを含有する。
本発明は更に、卵母細胞を用いた補助生殖における使用のための組成物を提供するものである。
一以上の裸化卵母細胞の有効量や、卵母細胞及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露される卵母細胞分泌因子の濃度は、必要な発育の改善の程度に基づいて選択できる。同様に、卵母細胞及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の有効量も選択でき、卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤の有効量も選択できる。
剤の例としては、薬物や小分子、核酸、オリゴヌクレオチド、ポリペプチド、ペプチド、蛋白質、酵素、多糖類、糖蛋白質、ホルモン類、受容体、受容体リガンド、補因子、アンチセンスオリゴヌクレオチド、リボザイム、siRNA、脂質、抗体又はその一部、アプタマー、ウイルスが挙げられる。
好ましい一形態においては、卵母細胞の発育能力を改善するための組成物であって、GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6、又はそれらのバリアント若しくはアナログを含有する組成物が提供される。
特に好ましい一形態においては、本組成物は培地である。
この点に関して、「バリアント」という用語は、一以上のアミノ酸によって変化したアミノ酸配列をいうと理解すべきである。バリアントは、置換後のアミノ酸の構造的或いは化学的特性が置換前のアミノ酸と同様である「保存的」変化(例えば、イソロイシンによるロイシンの置換)を含むことができる。バリアントは「非保存的」変化(例えば、トリプトファンによるグリシンの置換)や一以上のアミノ酸の欠失及び/又は挿入を含むこともできる。
好ましくは、バリアントのアミノ酸レベルは未変性蛋白質に対し75%超の相同性を有する。更に好ましくは、バリアントのアミノ酸レベルは未変性蛋白質に対し90%超の相同性を有する。更に好ましくは、バリアントのアミノ酸レベルは未変性蛋白質に対し95%超の相同性を有する。
「アナログ」という用語は、比較対照分子と類似の構造機能、調節機能或いは生化学的機能を有する分子をいうと理解すべきであり、比較対照分子の生物学的活性断片を含む。
卵母細胞が曝露されるGDF−9の濃度は1〜1000ng/mLであることが好ましい。
卵母細胞が曝露されるBMP−15の濃度は1〜1500ng/mLであることが好ましい。
卵母細胞が曝露されるBMP−6の濃度は1〜200ng/mLであることが好ましい。
本方法及び本組成物は、卵母細胞のインビトロ成熟及び卵母細胞の質の改善にも適している。
従って、卵母細胞の成熟を調節する及び/又は卵母細胞の質を調節する方法であって、次の各段階、
(i)卵母細胞及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露される卵母細胞分泌因子の濃度及び/又は活性を調節する段階、
(ii)卵母細胞及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節する段階、
(iii)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
(iv)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
(v)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
の内の一以上を含む方法も提供される。
この点に関しては、本方法によって作製される成熟及び/又は質が変化した単離卵母細胞、並びに該卵母細胞から作製された胚及び非ヒト動物も提供される。
別の一形態においては、卵母細胞のインビトロ成熟及び/又は卵母細胞の質を改善するための組成物であって、
(i)一以上の付加的な裸化卵母細胞、
(ii)一以上の卵母細胞分泌因子、
(iii)GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6、又はそれらのバリアント若しくはアナログ、
(iv)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
(v)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
(vi)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、の内の一以上を含有する組成物も提供される。
好ましくは、本組成物は、卵母細胞を培養するための培地である。
本培地は、血清、アルブミン、卵胞液、フェチュイン、卵胞刺激ホルモン(FSH)及びIGF(例えばIGF−1)やEGF(アンフィレグリンやエピレグリン等)等の成長因子の内の一以上を実質的に含有しないものとすることができる。好ましくは、本培地は無血清培地である。
好ましい一形態においては、本培地は、GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6を含有する。従って、卵母細胞培養培地であって、GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6を含有する培地も提供される。
好ましい一形態においては、卵母細胞用インビトロ成熟培地であって、GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6を含有する培地も提供される。
この培地は、卵母細胞の質の改善及び卵母細胞の発育能力の改善に適している。従って、卵母細胞の質の改善及び/又は卵母細胞の発育能力の改善のための培地であって、GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6を含有する培地も提供される。
好適な培地の例としては、10%v/vのBMP−15及び/又は175ng/mLのGDF−9及び/又は10ng/mLのBMP−6を添加した、Cook Australia社のBovine Vitro Fert培地やBovine Vitro Blast培地が挙げられる。
また、該組成物及び/又は該培地は、特に、補助生殖技法に使用する卵母細胞の培養にも適している。
従って、別の一形態においては、本発明は、卵母細胞を用いた補助生殖方法であって、
(i)一以上の裸化卵母細胞、
(ii)一以上の卵母細胞分泌因子、
(iii)GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6、又はそれらのバリアント若しくはアナログ、
(iv)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
(v)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
(vi)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、の内の一以上を含有する培地において卵母細胞を培養する段階を含む方法を提供するものである。
例えば、本発明はインビトロ受精技法に使用できる。
従って、別の一形態においては、本発明は、卵母細胞のインビトロ受精方法であって、
(i)一以上の裸化卵母細胞、
(ii)一以上の卵母細胞分泌因子、
(iii)GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6、又はそれらのバリアント若しくはアナログ、
(iv)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
(v)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
(vi)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、の内の一以上を含有する培地において卵母細胞を培養する段階を含む方法を提供するものである。
本発明は更に、卵母細胞を用いる補助生殖における使用のための組成物を提供するものである。
本方法及び本組成物は、卵母細胞の受精によって作製された胚の発育或いは発育能力の調節にも適している。この点に関しては、卵母細胞は、受精前、受精中及び受精後の任意の時点で処理できる。
従って、卵母細胞から作製された胚の発育又は発育能力を改善する方法であって、次の各段階、
(i)卵母細胞及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露される卵母細胞分泌因子の濃度及び/又は活性を調節する段階、
(ii)卵母細胞及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節する段階、
(iii)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
(iv)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
(vi)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
の内の一以上を含む方法も提供される。
このように作製された胚は、胚盤胞ステージ或いは桑実胚ステージに発育する可能性が高く、胚移植後に子宮に着床する可能性が高い。
また、GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6、及び/又は卵母細胞内、卵母細胞に関連する卵丘細胞内若しくは胚内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、及び/又は卵母細胞内、卵母細胞に関連する卵丘細胞内若しくは胚内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、及び/又は卵母細胞内、卵母細胞に関連する卵丘細胞内若しくは胚内のBMP−6依存性シグナル伝達の活性を上昇させる剤も、胚及び/又は卵母細胞のための培養培地サプリメントとして使用できるということが理解されるであろう。
従って、別の一形態においては、本発明は、次の各成分、
卵母細胞及び/又は胚培養培地、及び
GDF―9及び/又はBMP―15及び/又はBMP―6、又はそれらのバリアント若しくはアナログ、及び/又は
一以上の卵母細胞分泌因子、及び/又は
卵母細胞内、卵母細胞に関連する卵丘細胞内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、及び/又は
卵母細胞内、卵母細胞に関連する卵丘細胞内又は胚内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、及び/又は
卵母細胞内、卵母細胞に関連する卵丘細胞内又は胚内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、を含有し、各成分は、培養培地に各成分を添加するための形態で提供される組合せ製品を提供するものである。
本組合せ製品は、本明細書に記載された上述の各用途のいずれにも使用できる。
培養培地及び他の各種成分は、マルチユース形態或いはユニット形態で、アンプルやボトル、バイアル等の適切な容器(好ましくは、滅菌容器)に別々に包装できる。容器は、充填後に気密密閉できる。各蛋白質成分は、単離形態、精製又は半精製形態とすることができ、蛋白質の安定性及び/又は使用のための追加的な添加剤を含有できる。本技術分野においては、各成分を包装するための各種方法が知られている。
また、胚の発育及び/又は発育能力を調節できることも包含されている。
従って、胚の発育又は発育能力を改善する方法であって、次の各段階、
(i)胚が曝露される卵母細胞分泌因子の濃度及び/又は活性を調節する段階、
(ii)胚が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節する段階、
(iii)胚内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
(iv)胚内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
(v)胚内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
の内の一以上を含む方法も提供される。
本方法はまた、胚の発育能及び/又は発育能力を変えるためにも使用できる。
特に、この方法は、(i)胚が曝露される卵母細胞分泌因子の濃度及び/又は活性、(ii)胚が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性、(iii)胚内のGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性、の内の一以上を上昇させることにより、受精の時点から胚盤胞ステージの卵母細胞までの胚の発育を改善するために使用できる。
このように、胚は、胚盤胞ステージ或いは桑実胚ステージに発育する可能性が高く、胚移植後に子宮に着床する可能性が高い。
一種以上の卵母細胞分泌因子の適切な原料(source)には、一以上の付加的な裸化卵母細胞への胚の曝露が含まれる。これに替えて、一以上の卵母細胞からのならし培地に胚を曝露してもよい。
胚の発育又は発育能力の調節は、胚が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度を調節することによって行うのが好ましい。
この点に関しては、胚の発育及び/又は発育能力は、胚が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度を高めることにより改善できる。
従って、好ましい一形態においては、胚の発育及び/又は発育能力を調節する方法であって、胚が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度を調節する段階を含む方法が提供される。
前記一以上の段階の調節は、卵母細胞の受精後の任意の時点で行うことができるということが理解されるであろう。
また、本方法は、インビボ又はインビトロにおける胚の発育及び/又は発育能力を調節するために使用できる。好ましくは、胚は、インビトロにおける胚である。
インビトロで胚を作製する方法は、本技術分野において各種知られている。
また、これに関連して、本方法によって作製される発育又は発育能力が変化した単離胚、及びその胚から作製される非ヒト動物も提供される。
インビトロで作製される発育又は発育能力が変化した胚は、適切なレシピエント雌性被験体への移植等の補助生殖技術法おいて使用でき、また、胚移植や遺伝子操作で使用するために増殖能力を維持しつつインビトロで培養でき、また、胚移植や他の操作に先立って保存或いは凍結できる。更に、この胚から作製される胚は、核移植やES細胞作製のための胚細胞の原料として使用できる。
従って、別の一形態においては、胚を用いた補助生殖方法であって、
(i)一以上の裸化卵母細胞、
(ii)一以上の卵母細胞分泌因子、
(iii)GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6、又はそれらのバリアント若しくはアナログ、
(iv)胚内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
(v)胚内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
(vi)胚内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、の内の一以上を含有する培地において胚を培養する段階を含む方法が提供される。
また、本発明は、胚を用いた補助生殖における使用のための組成物も提供するものである。
好ましい一形態においては、胚の発育及び/又は発育能力を向上させる組成物であって、
(i)一以上の付加的な裸化卵母細胞、
(ii)一以上の卵母細胞分泌因子、
(iii)GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6、又はそれらのバリアント若しくはアナログ、
(iv)胚内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
(v)胚内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
(vi)胚内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、の内の一以上を含有する組成物も提供される。
好ましい形態においては、本組成物は胚の培養培地である。
従って、胚の培養培地であって、
(i)一以上の付加的な裸化卵母細胞、
(ii)一以上の卵母細胞分泌因子、
(iii)GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6、又はそれらのバリアント若しくはアナログ、
(iv)胚内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
(v)胚内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
(vi)胚内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、の内の一以上を含有する培地が提供される。
本培地は、血清、アルブミン、卵胞液、フェチュイン、卵胞刺激ホルモン(FSH)、及びIGF(例えばIGF−1)やEGF(アンフィレグリンやエピレグリン等)等の成長因子、の内の一以上を実質的に含有しないものとすることができる。
従って、別の一形態においては、本発明は、胚の発育能力を向上させる培地であって、
(i)一以上の付加的な裸化卵母細胞、
(ii)一以上の卵母細胞分泌因子、
(iii)GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6、又はそれらのバリアント若しくはアナログ、
(iv)胚内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
(v)胚内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
(vi)胚内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、の内の一以上を含有し、血清、アルブミン、卵胞液、フェチュイン、卵胞刺激ホルモン(FSH)及び成長因子、の内の一以上を実質的に含有しない培地を提供するものである。
本培地は、本培地の調製に適した他の添加物を含有する。
好ましくは、本培地はNaClを含有する。更に好ましくは、本培地は40mM〜400mMのNaClを含有する。
好ましくは、本培地はKClを含有する。更に好ましくは、本培地は0.1mM〜20mMのKClを含有する。
好ましくは、本培地はグルコースを含有する。更に好ましくは、本培地は0.1mM〜40mMのグルコースを含有する。
一以上の裸化卵母細胞の有効量、又は卵母細胞及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露される卵母細胞分泌因子の濃度は、必要な発育の改善の程度に基づいて選択できる。同様に、胚が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の有効量も選択でき、胚内のGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤の有効量も選択できる。
剤の例としては、薬剤や低分子、核酸、オリゴヌクレオチド、ポリペプチド、ペプチド、蛋白質、酵素、多糖類、糖蛋白質、ホルモン類、受容体、受容体リガンド、補助因子、アンチセンスオリゴヌクレオチド、リボザイム、siRNA、脂質、抗体又はその一部、アプタマー、ウイルスが挙げられる。
好ましい一形態においては、胚の発育又は発育能力を向上させるための組成物であって、GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6、又はそれらのバリアント若しくはアナログを含有する組成物が提供される。
特に好ましい一形態においては、本組成物は培地である。
好ましくは、胚が曝露されるGDF−9の濃度は1〜1000ng/mLである。
好ましくは、胚が曝露されるBMP−15の濃度は1〜1500ng/mLである。
好ましくは、胚が曝露されるBMP−6の濃度は1〜200ng/mLである。
また、本方法及び本組成物は、胚が胚盤胞ステージに進行する可能性を高めるのにも適している。
従って、胚が胚盤胞ステージに進行する可能性を高める方法であって、
(i)胚が曝露される卵母細胞分泌因子の濃度及び/又は活性を調節する段階、
(ii)胚が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節する段階、
(iii)胚内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
(iv)胚内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
(v)胚内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
の内の一以上を含む方法が提供される。
これに関連して、本方法によって作製される単離胚、及びその胚から作製される非ヒト動物も提供される。
別の一形態においては、胚が胚盤胞ステージに進行する可能性を高める組成物であって、
(i)一以上の付加的な裸化卵母細胞、
(ii)一以上の卵母細胞分泌因子、
(iii)GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6、又はそれらのバリアント若しくはアナログ、
(iv)胚内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
(v)胚内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
(vi)胚内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、の内の一以上を含有する組成物も提供される。
好ましくは、本組成物は胚を培養するための培地である。
従って、
(i)一以上の付加的な裸化卵母細胞、
(ii)一以上の卵母細胞分泌因子、
(iii)GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6、又はそれらのバリアント若しくはアナログ、
(iv)胚内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
(v)胚内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
(vi)胚内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、の内の一以上を含有する胚培養培地も提供される。
好ましい一形態においては、本培地は、GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6を含有する。従って、胚培養培地であって、GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6を含有する培地も提供される。
また、本培地は、胚の発育及び/又は発育能力を改善するのにも適している。従って、胚の発育及び/又は発育能力を改善する培地であって、GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6を含有する培地も提供される。
本培地は、血清、アルブミン、卵胞液、フェチュイン、卵胞刺激ホルモン(FSH)、及びIGF(例えばIGF−I)やEGF(アンフィレグリンやエピレグリン等)等の成長因子、の内の一以上を実質的に含有しないものとすることができる。
好ましくは、本培地は無血清培地である。
適切な培地の例としては、10%のBMP−15及び/又は175ng/mLのGDF−9及び/又は10ng/mLのBMP−6を添加した、Cook Australia社のBovine Vitro Fert培地やBovine Vitro Blast培地が挙げられる。
GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の活性の調節、及び/又は胚内におけるそれらのシグナル伝達経路の活性の調節は、本技術分野において知られている方法で行うことができる。本技術分野においては、細胞内におけるこれらシグナル伝達経路の活性を決定する各種方法が知られている。
胚が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性の調節は、各種異なる複数の方法によって達成できる。例えば、これら蛋白質の内のいずれか一方又は両方の濃度を上昇させる場合は、胚を蛋白質に曝露させる、即ち接触させればよい。
この点に関して、BMP−15という語で表される範囲には、適切な種からのBMP−15(卵母細胞や胚と同一種からのBMP−15等)や、BMP−15のバリアント(例えば、野生型から一以上のアミノ酸に置換が生じたBMP−15の形態)、BMP−15の生物学的活性断片が含まれることが理解されるであろう。BMP−15としては、単離蛋白質、組換え蛋白質、精製又は半精製物、或いは蛋白質複合混合物を構成する一部(卵母細胞からのならし培地中に存在するもの等)とすることができる。
同様に、GDF−9という語で表される範囲には、適切な種からのGDF−9(卵母細胞や胚と同一種からのGDF−9等)や、GDF−9のバリアント(例えば、野生型から一以上のアミノ酸に置換が生じたGDF−9の形態)、GDF−9の生物学的活性断片が含まれることが理解されるであろう。GDF−9としては、単離蛋白質、組換え蛋白質、精製又は半精製物、或いは蛋白質複合混合物を構成する一部(卵母細胞からのならし培地中に存在するもの等)とすることができる。
同様に、BMP−6という語で表される範囲には、適切な種からのBMP−6(卵母細胞や胚と同一種からのBMP−6等)や、BMP−6のバリアント(例えば、野生型から一以上のアミノ酸に置換が生じたBMP−6の形態)、BMP−6の生物学的活性断片が含まれることが理解されるであろう。BMP−6としては、単離蛋白質、組換え蛋白質、精製又は半精製物、或いは蛋白質複合混合物を構成する一部(卵母細胞からのならし培地中に存在するもの等)とすることができる。
上述のように、これら蛋白質は、精製又は半精製蛋白質として運ばれうる(delivered)。本技術分野においては、これら蛋白質を製造するための各種方法が知られている。これに替えて、これら蛋白質は、一以上の他の成分を含有する抽出物の形態で運ばれ得る。
また、卵母細胞又は胚が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度、及び/又は卵母細胞若しくは胚におけるこれら依存性シグナル伝達経路の活性を決定することによって、卵母細胞又は胚の発育能力を評価することも可能である。
従って、別の一形態においては、本発明は、卵母細胞の発育能力を評価する方法であって、該方法は、次の各段階、
(i)卵母細胞及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を決定する段階、及び/又は
(ii)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を決定する段階、及び/又は
(iii)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を決定する段階、及び/又は
(iv)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を決定する段階、及び
(v)卵母細胞及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性、及び/又は卵母細胞内又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性により卵母細胞の発育能力を評価する段階、を含み、
卵母細胞及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性の上昇、及び/又は卵母細胞内又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性の上昇は、高い発育能力を有する卵母細胞であることを示し、卵母細胞及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性の低下、及び/又は卵母細胞又は卵母細胞に関連する卵丘細胞の中のGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性の低下は、低い発育能力を有する卵母細胞であることを示す方法を提供するものである。
この場合、発育能力の向上は、GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性の上昇、及び/又はGDF−9及び/又はBMP−15又はBMP−6シグナル伝達の活性の上昇に関連する。
GDF−9及び/又はBMP−15及びBMP−6の濃度又は活性を決定する方法、及び適切なシグナル伝達経路の活性を測定する方法は、本技術分野において各種知られている。
例えば、ヒトIVFにおいて、使用する卵母細胞は通常裸化され、卵母細胞の発育能力は、受精の前に卵母細胞を含有する培地中のGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6のレベルを決定することによって評価できる。GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6のレベルを決定する適切な方法は、ELISAによるものである。
従って、別の一形態においては、本発明は、卵母細胞の発育能力を評価する方法であって、
(i)卵母細胞内のGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の発現レベル、及び/又は卵母細胞が分泌したGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度を測定する段階、及び
(ii)卵母細胞の発育能力を評価する段階、を含み、
GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の発現及び/又は濃度の上昇は、高い発育能力を有する卵母細胞であることを示し、GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の発現及び/又は濃度の低下は、低い発育能力を有する卵母細胞であることを示す方法を提供するものである。
また、卵丘卵母細胞複合体の膨張を調節する方法であって、次の各段階、
(i)卵丘卵母細胞複合体が曝露されるTGF−β1、GDF−9、BMP−15及びアクチビンの内の一以上の濃度及び/又は活性を調節する段階、及び
(ii)卵丘卵母細胞複合体内のALK4、ALK5及びALK7受容体の内の一以上により仲介されるシグナル伝達経路の活性を調節する段階、
の内の一以上を含む方法が提供される。
卵丘卵母細胞複合体内のALK4、ALK5及びALK7受容体の内の一以上により仲介されるシグナル伝達経路の活性の調節は、例えば、卵丘卵母細胞複合体内の細胞内シグナル伝達分子Smad2及びSmad3の一方又は両方のレベル及び/又は活性を調節することによるものとすることができる。
卵丘卵母細胞複合体の膨張の調節は、インビトロ又はインビボで行うことができる。
好ましい一形態においては、卵丘膨張の調節は、(i)卵丘卵母細胞複合体が曝露されるTGF−β1、GDF−9、BMP−15及びアクチビンの内の一以上の濃度及び/又は活性、並びに(ii)ALK4、ALK5及びALK7受容体の内の一以上により仲介されるシグナル伝達経路の活性の一方又は両方を調節する能力を有する剤に卵丘卵母細胞複合体を曝露することによって達成される。
また、卵丘卵母細胞複合体の膨張を調節する組成物であって、このような剤を含有する組成物も提供される。
また、本方法は、インビボの卵丘卵母細胞複合体の場合、雌性被験体の排卵を調節するのにも適している。例えば、雌性被験体は、霊長類、家畜動物(ウマ、ウシ、ヒツジ、ブタ、ヤギ等)、伴侶動物(イヌ、ネコ等)、実験動物(マウス、ラット、モルモット等)等の女性のヒトや雌の哺乳類とすることができる。
従って、雌性被験体の排卵を調節する方法であって、
(i)雌性被験体の卵丘卵母細胞複合体が曝露されるTGF−β1、GDF−9、BMP−15及びアクチビンの内の一以上の濃度及び/又は活性を調節する剤、及び
(ii)雌性被験体の卵丘卵母細胞複合体内のALK4、ALK5及びALK7受容体の内の一以上により仲介されるシグナル伝達経路の活性を調節する剤、の内の一以上を雌性被験体に投与する段階を含む方法も提供される。
また、雌性被験体の排卵を調節する組成物であって、(i)雌性被験体の卵丘卵母細胞複合体が曝露されるTGF−β1、GDF−9、BMP−15及びアクチビンの内の一以上の濃度及び/又は活性、並びに(ii)雌性被験体の卵丘卵母細胞複合体内のALK4、ALK5及びALK7受容体の内の一以上により仲介されるシグナル伝達経路の活性、の一方又は両方を調節する能力を有する剤を含有する組成物も提供される。
また、本方法は、雌性被験体の受胎能の調節にも適している。
従って、雌性被験体の受胎能を調節する方法であって、
(i)雌性被験体の卵丘卵母細胞複合体が曝露されるTGF−β1、GDF−9、BMP−15及びアクチビンの内の一以上の濃度及び/又は活性を調節する剤、及び
(ii)雌性被験体の卵丘卵母細胞複合体内のALK4、ALK5及びALK7受容体の内の一以上により仲介されるシグナル伝達経路の活性を調節する剤、の内の一以上を雌性被験体に投与する段階を含む方法も提供される。
また、雌性被験体の受胎能を調節するための組成物であって、(i)雌性被験体の卵丘卵母細胞複合体が曝露されるTGF−β1、GDF−9、BMP−15及びアクチビンの内の一以上の濃度及び/又は活性、並びに(ii)雌性被験体の卵丘卵母細胞複合体内のALK4、ALK5及びALK7受容体の内の一以上により仲介されるシグナル伝達経路の活性、の一方又は両方を調節する能力を有する剤を含有する組成物も提供される。
例えば、本方法は、(i)雌性被験体の卵丘卵母細胞複合体が曝露されるTGF−β1、GDF−9、BMP−15及びアクチビンの内の一以上の濃度及び/又は活性、並びに(ii)雌性被験体の卵丘卵母細胞複合体内のALK4、ALK5及びALK7受容体の内の一以上により仲介されるシグナル伝達経路の活性、の一方又は両方を阻害する能力を有する剤を使用することにより、雌性被験体の受胎能を低下させることに適している。
また、このような剤を含有する避妊薬組成物も提供される。
好ましい実施形態の説明
次に、本発明の上述の一般的原理を具体化する実験について記載する。しかしながら、次の説明によって上述の一般性が限定されるものではないことを理解されたい。
研究I 卵母細胞分泌因子は卵丘細胞アポトーシスを防止する
実施例1
ウシ卵母細胞の採取及び培養条件(COCの採取及び調製)
特に明記しない限り、全ての化学薬品及び試薬はシグマ社(ミズーリ州セントルイス)から購入した。
地元の食肉処理場にてウシ卵巣を採取し、温生理食塩水(30〜35℃)に入れて実験室に運んだ。50μg/mLのカナマイシン(シグマ−アルドリッチ社、ミズーリ州セントルイス)及び4mg/mLの無脂肪酸ウシ血清アルブミン(FAF−BSA)(ICPbio社、ニュージーランド、オークランド)を添加した約2mLの吸引培地(Hepes緩衝組織培養培地−199:TCM−199、ICNバイオケミカルズ社、米国カリフォルニア州アーヴィン)を含む10mLシリンジと18ゲージ針とを用いて、胞状卵胞(直径2〜8mm)から卵丘卵母細胞複合体(COC)を吸引した。5層の細胞層を超える密集した卵丘で覆われ、細胞質が均一に着色した無傷のCOCを解剖顕微鏡下で選択し、Hepes緩衝TCM−199で2回洗浄し、対応する培養培地で1回洗浄した。複合体の培養は、予め平衡化し、ミネラルオイルを重層した培養培地(0.23mmolのピルビン酸ナトリウム(L-1)及び0.3mg/mLのポリビニルアルコール(PVA;シグマ社、ミズーリ州セントルイス)を添加した重炭酸緩衝TCM−199)の50μgドロップ中で0.1IU/mLのFSH(オルガノン社、オランダ)を用いて又は用いずに行い、5%CO2の加湿空気中、39℃で24時間インキュベートした。
実施例2
卵丘細胞の処理
(i)卵母細胞切除複合体の生成
各卵母細胞の細胞質は、ブッチオネ(Buccione)ら(ブッチオネ(Buccione)ら、(1990)Dev.Biol.138、16−25)に記載のマイクロマニピュレータを用いて顕微手術的にCOCから除去した(卵母細胞切除)。得られた卵母細胞切除複合体(OOX)は、数層の無傷CC層で囲まれた中空透明帯から成る。
(ii)裸化卵母細胞の生成
裸化卵母細胞(DO)は、2mLのH−TCM−199/BSA中で約4分間回転攪拌させてCOCからCCを除去することによって生成した。残ったCCは、H−TCM−199/BSA中で卵母細胞を微細径火仕上げ(fire-polished)ガラスピペットを繰り返し通過させることによって除去した。
(iii)成長因子及び結合蛋白質
組換えマウスGDF−9及び組換えヒツジBMP−15は、形質移入293ヒト胎児腎臓細胞株(293H)を用い、先に記載のように(カイヴォ−オジャ(Kaivo-Oja)ら(2003)J Clin Endocrinol Metab 88、755−62;マクナッティ(McNatty)ら(2005)Reproduction 129:473−480)室内で産生した。組換え蛋白質は、疎水性相互作用クロマトグラフィー(HIC)を用いて一部精製した後、その濃度をウェスタンブロット(カイヴォ−オジャ(Kaivo-Oja)ら(2003)J Clin Endocrinol Metab 88:755−62)によって推定した。また、非形質移入293H細胞から対照ならし培地(293H)も産生し、HICによって精製した。組換えヒトBMP−6、組換えヒトBMP−7、BMP−6中和抗体、及びグレムリンはR&Dシステムズ社(ミネソタ州ミネアポリス)から入手した。
実施例3
TUNELによるDNA損傷の確認(TUNELによる卵丘細胞内アポトーシスの評価)
CCアポトーシスDNAの検出は、TUNEL(ロシュ・ダイアグノスティック社、ドイツ、ペンツバーグ)を用い、同社の指示に従って行った。即ち、培養後、COC及びOOX複合体を1%BSAを含むPBS(pH7.4)で2回洗浄し、4%パラホルムアルデヒドのPBS(pH7.4)に4℃で一晩固定し、PBS/BSAで2回洗浄した後、Cell−Takコートカバーガラス(ベクトン・ディッキンソン・バイオサイエンス社、ニュージャージー州フランクリンレイクス)上に載置した。次に、0.1%TritonX−100の0.1%クエン酸ナトリウム中、室温で1時間、複合体を透過化(permeabilized)し、PBS/BSAで3回洗浄した。次に、暗所にて、フルオレセイン結合dUTP及び末端デオキシヌクレオチド転移酵素(TUNEL試薬、ロシュ社)中、複合体を37℃で1時間インキュベートした。陽性対照は、全てのDNAを切断するDNアーゼ1(0.005U/□L)中、室温で20分間インキュベートし、PBS/BSAで2回洗浄した後、TUNELを行った。陰性対照は、TdTの非存在下、フルオレセイン−dUTP中でインキュベートした。TUNEL終了後、複合体をPBS/BSAで2回洗浄し、暗所にて室温で1時間、ヨウ化プロピジウム0.5μg/mL(PI)及びRNアーゼA(0.1mg/mL)で対比染色し、全ての核を標識した。次に、複合体をPBS/BSAで2回洗浄し、カバーガラスで軽く挟みながらVectaShieldアンチブリーチング溶液(ベクターラボ社、カリフォルニア州バーリンゲーム)に入れ、暗所にて4℃で保存し、共焦点解析に備えた。
実施例4
共焦点顕微鏡法及び解析
共焦点顕微鏡法を用いてCOC及びOOXにおけるアポトーシスを可視化し、定量した。ニコンC1共焦点スキャンヘッド及びニコンTE2000E顕微鏡(ニコン社、東京)を用いてCCからの二重蛍光発光を検出した。アポトーシスシグナル(フルオレセイン、レーザ励起:488nm、発光:510〜530nm)と核シグナル(ヨウ化プロピジウム、励起レーザ:532、発光:590〜640nm)との同時発光捕獲を行った。
全ての複合体について総アポトーシス発生率の正確な値(representation)を得るため、各複合体の深さを一連のZ面(Z series)で測定し、該複合体を25%、50%及び75%にて3個のパーセンタイル(光学Z面断面)に分割した。これらの光学断面画像を取得し、独立したカラーチャネル(緑:アポトーシス卵丘蛍光、赤:核卵丘蛍光)として保存した。次に、得られた画像をスキャナリティクスIPLabソフトウェア バージョン3.6(スキャナリティクス社、バージニア州フェアファックス)で処理した。(各カラーチャネルの)CC数の定量は、各光学断面パーセンタイル(複合体各々には3個の光学「z」面断面)用の自動分割フィルタを用いたマクロスプリクトによって独立して行った。各スライスについてアポトーシス核の比率を求めた後、3個のパーセンタイル値を平均して複合体全体の総アポトーシス核比率の値を得た。これらのプロセスを各複合体に対して別々に繰り返した。
実施例5
ウェスタンブロット解析
培養処理後、25mLのRIPA溶解バッファー(10mM Tris[pH7.4]、150mM NaCl、1mM EDTA、1%TrintonX−100)にOOX複合体を溶解し、−80℃で保存し、高感度増強化学発光(ECL)アドバンスシステム(アマシャム・バイオサイエンス社、カナダ、オンタリオ)を用いてアポトーシス蛋白質を検出した。融解したライセートを100mMジチオスレトール(DTT)含有4×ローディングバッファーと混合し、SDS−PAGE(12%ポリアクリルアミドゲル)に付した。次に、20%メタノール含有25mMTris−192mMグリシン中で蛋白質をニトロセルロース膜(Hybond−ECL、アマシャム・ライフサイエンス社、カナダ、オンタリオ)に電気移動させた(electrotransferred)。13.7mMのNaCl、1%Tween−20及び2%ブロッキング剤(ECLアドバンスキットにて提供)を含有する20mMTris(pH7.6)中、ブロットを室温で1時間ブロックした後、Bcl−2又はBaxウサギポリクローナル抗体(0.35μg/mL;サンタクルーズ・バイオテクノロジー社、米国カリフォルニア州)と共に4℃で一晩インキュベートし、その後、西洋ワサビペルオキシダーゼ結合抗ウサギ抗体(1:200000;Silemus laboratories社、オーストラリア、メルボルン)と共にインキュベートした。次に、フラットベッドスキャナを用いて画像をスキャンし、各サンプルにおけるBcl−2及びBaxのバンド強度をImageJ Imagingシステムソフトウェア バージョン1.3(米国国立衛生研究所)によって定量した。
実施例6
卵母細胞切除の卵丘細胞アポトーシスへの影響
無傷COCのアポトーシスレベルがOOXと異なるかどうか確認するため、5個のCOC又はOOXから成る群を50μLの培養培地ドロップ中で24時間培養した後、アポトーシスを評価した。実験は6回反復して行った。
TUNELと共焦点走査顕微鏡法の併用は、CCアポトーシスを可視化、定量する上で非常に効果的な手段であることが分かった。TUNELの陽性対照及び陰性対照(図1A及び1B;アポトーシスはそれぞれ99%及び0%)は特異性を示した。COCにおいてCCアポトーシスの発生率は低く(9%;図1C)、卵母細胞の除去によりOOXにおいてアポトーシス発生率は35%へと有意に上昇した(p<0.001;図1D)。培地にFSHを添加することによって、アポトーシス発生率は有意に低下した(OOXの場合は10%低下、COCの場合は6%低下)(p<0.001;図2)。
実施例7
卵母細胞分泌因子の卵丘細胞アポトーシスへの影響
無傷COCにおけるCCアポトーシスの低発生率に対してOSFが関与するかどうか確認するため、OOXの培養をDO数を増加させながら行い、COCと比較した。5個のOOXを含有する50μLの培地ドロップに5個、25個又は50個のDOを添加した。実験は3回反復して行った。
COCアポトーシスの抑制に卵母細胞パラクリン因子が関与するかどうか確認するため、OOXとDOとの共培養をDO濃度を上昇させながら行うことによって、OOXにおけるアポトーシスの発生率をCOCのレベルまで低下させることを試みた。DO数を増加させながらOOXをインキュベートすることによって、CCアポトーシスは用量依存的に有意に抑制された(p<0.001)。FSHの存在下又は非存在下に関わらず、DO数が最大の場合(50個(DO)/ウェル)にOOXにおけるアポトーシスレベルは完全にCOCのレベルに回復した(図2)。これらの結果から、OSFがCC内でのアポトーシスを防止することが分かる。
実施例8
OSF源の近接(proximity)に関するアポトーシスのパターン
CC複合体の卵母細胞への近接に関して該複合体内でのアポトーシスの分布を確認するため、COC(即ち、OSFの源がCC複合体の中心にある)におけるアポトーシス発生率を定量する一方、DOと共培養したOOX(即ち、OSFの源がCC複合体の外側にある)におけるアポトーシス発生率を定量した。共焦点顕微鏡を用い、スキャナリティクスIPLabソフトウェア バージョン3.6によって卵母細胞領域の直径を差し引いた後、複合体の直径を測定した。次に、これを均等な3層、即ち、内部CC層、中央CC層及び外部CC層に分割し、卵母細胞の周囲に3個の環状ゾーンを形成した。各層は全半径の33%に相当した。次に、アポトーシス発生率を各層で独立して解析した。
共焦点画像の定性的観察によって、COC内のアポトーシス細胞は主に複合体の外層に分布している一方、OOXをDOと共培養した場合、アポトーシスは内部卵丘層で見られることが示唆された。従って本発明者らは、OSFによって抗アポトーシス形態形成勾配(morphogenic gradient)がCC層内に構築されるという仮説を立てた。この仮説を検証するため本発明者らは、COC及びOOX複合体の直径を測定し、これらを3層、即ち、内層、中間層及び外層に分割した(図3A)。無傷卵母細胞を含むCOC内では、アポトーシスの発生率は内層から外層に向かって有意に(p<0.026)上昇した(図3B及び3C)。逆に、OOXをDOと共培養した場合、アポトーシスの発生率は内層から外層(即ち、OSFの源に最も近い層)に向かって低下した(図3B及び3D)。この結果について更に説明すると、COCの内層(即ち、卵母細胞に最も近く、アポトーシスの発生率が最も低い層)におけるアポトーシスの発生率は、該層に相対するOOX+DO群の内層(即ち、アポトーシスの発生率が最も高く、DOから最も遠い層)と比べて有意に(p<0.026)4倍低い(図3B)。
実施例9
卵丘細胞アポトーシスに対するGDF−9、BMP−6及びBMP−15の用量応答
COCで見られたアポトーシスの低発生率に対してどの推定OSFが寄与し得るか検討するため、FSHの非存在下又は存在下、OOXの培養を濃度上昇のGDF−9(0〜175ng/mL)、BMP−6(0〜100ng/mL)又はBMP−15(0〜20%v/v)と共に行った。また、OOXに対しては10%(v/v)293Hを用いた処理も行ったが、293Hは親細胞株ならし培地陰性対照としてGDF−9に対して(132ng/mLに相当)及びBMP−15に対して(10%(v/v)に相当)用いた。これらの実験は3回反復して行ったが、その際、1回の反復実験に付き1処理群に対して10個のOOXを用いた。
これらの実験を行い、CCアポトーシスの制御に対する上述の推定OSFの作用について確認した。GDF−9、BMP−6及びBMP−15の用量を増加させてOOX複合体を処理した。GDF−9は、FSHの存在下又は非存在下でCCアポトーシスの発生率に対して有意な作用を示さず、GDF−9の最高用量(175ng/mL)においても、アポトーシスは293H対照ならし培地群に対して有意差がなかった(図4A、4B)。BMP−6の場合は、FSHの存在下又は非存在下に関わらず、用量の増加に伴いCCアポトーシスは有意に抑制された(p<0.001)(図4C、4D)。BMP−15の用量を増加させてOOXを処理した場合、CCアポトーシスは用量依存的に有意に抑制され(p<0.001)、BMP−15が20%の時に作用が最大となった(図4E)。BMP−15をFSHと併用した場合にも同様の応答が見られた(図4F)。
実施例10
Bcl−2及びBax蛋白質のOOX発現に対するDO、GDF−9及びBMP−15の作用
本実験を行い、TUNELによって評価されるCCアポトーシスに対する処理の影響が、細胞死や細胞生存を制御する主要蛋白質の発現の変化に付随することを確認した。OOXに対しては、未処理下での培養、132ng/mLのGDF−9又は10%v/vのBMP−15による処理下での培養、或いはDO35個/ウェル又は10%293H(対照ならし培地)との共培養を24時間行った後、ウェスタンブロットに付し、Bc1−2及びBaxの発現について解析した。
本実験を行い、OOX複合体のCCにおけるBcl−2及びBaxの発現パターンについて検討した。OOXをDOやBMP−15と共培養した場合、未処理又はGDF−9による処理の場合と比べて、CCにおけるBcl−2蛋白質の発現は有意に(p<0.001)高かった(図5)。これに対し、CCにおけるBax蛋白質の発現は、OOXをDOやBMP−15と共培養した場合(この場合、Baxレベルは殆ど検出できなかった)に比べて、OOXが未処理であったりGDF−9と共培養した場合に有意に(p<0.001)高くなることが分かった(図5)。これらの結果は、本発明者らによるTUNELの結果を支持する。即ち、DOやBMP−15はCCアポトーシスの防止に関連するがGDF−9は関連せず、また、DOやBMP−15は細胞生存を支持して(in favour of)Bcl−2/Bax比を変化させる(オルトヴァイ(Oltvai)ら、1993)が、GDF−9はBcl−2/Bax比に何ら影響を及ぼさないという結果を支持する。
実施例11
スタウロスポリンによって誘導される卵丘細胞アポトーシスに対するDO、BMP−6及びBMP−15の作用
予備実験を行い、ウシCCに対するスタウロスポリンのアポトーシス作用を確認した(スタウロスポリンは用量依存的に(範囲:0.1〜100μM)アポトーシスを誘導した(データは示さず))。本実験の目的は、OSFによってCCがスタウロスポリン誘導アポトーシスを受けないようにすることができるかどうか確認することであった。OOXは単独で培養、或いは35個のDO、10ng/mLのBMP−6又は10%(v/v)のBMP−15と共培養した後、24時間インキュベーションの最後の6時間、0.1μM又は1.0μMのスタウロスポリンに曝露した。本実験は3回反復して行ったが、その際、1回の反復実験に付き1処理群に対して10個のOOXを用いた。
本実験の目的は、卵母細胞がCCをアポトーシス誘導事象から保護することができるかどうか確認すること、また、そのような作用がBMP−15やBMP−6によって模倣できるかどうか確認することであった。0.1μM及び1.0μMのスタウロスポリンで処理することによって、CCアポトーシスの発生率は41%からそれぞれ51%及び74%に有意に上昇した(p<0.001)(図6)。スタウロスポリンで処理したOOXをDOと共培養した場合、これら2用量のスタウロスポリンによるアポトーシス誘導作用は完全に否定され、アポトーシスはCOCのレベルまで抑制された。また、OOXを10%BMP−15又は10ng/mLのBMP−6で処理し、上述の2用量のスタウロスポリンに曝露した場合、アポトーシスはそれぞれ17%、21%(0.1μM)及び25%、31%(1μM)に有意に抑制された(p<0.001)。これらの結果から、OSFの抗アポトーシス作用によってCCをアポトーシス傷害から保護することができ、また、BMP−15及びBMP−6の両方ともこの作用を模倣することができることが分かる。
実施例12
卵丘細胞アポトーシスに対するBMPアンタゴニストの作用
フォリスタチンはBMP−15及びアクチビンの両方に高親和性で結合し、これらの生物活性に拮抗する(リン(Lin)ら、2003;オオツカ(Otsuka)ら、2001)。グレムリンは壁側GC及びCCの両方で発現し、BMP−4やBMP−7を選択的にブロックし(メリノ(Merino)ら、1999)、BMP−15に拮抗し得る。本実験の目的は、BMP−6やBMP−15によって防止されるCCアポトーシスに対するこれらのアンタゴニストの有効性について検討することであった。用量増加のフォリスタチン(0〜100μg/mL)の存在下又は用量増加のグレムリン(0〜40μg/mL)の存在下でOOXを10%(v/v)のBMP−15と共に培養した。別の実験においては、高用量(20μg/mL)のBMP−6モノクローナル中和抗体(NAb)の非存在下又は存在下でOOXを10ng/mLのBMP−6で処理した。これらの実験の各々は3回反復して行ったが、その際、1回の反復実験に付き1処理群に対して10個のOOXを用いた。
これらの実験を行い、BMP−15やBMP−6のアンタゴニストがCCアポトーシスに対するBMP−15やBMP−6の抗アポトーシス作用を中和できるかどうか検討した。BMP−15処理OOXをフォリスタチンの濃度を上昇させながら培養した場合、アポトーシスは用量依存的に有意に(p<0.001)増加した(図7A)。10ng/mLのBMP−6と共に培養したOOX複合体を高用量(20μg/mL)のBMP−6中和抗体で処理した。図7Bは、BMP−6のアンタゴニストが10ng/mLのBMP−6の抗アポトーシス作用を有意に(p<0.001)中和したことを示す。
実施例13
卵丘細胞に対する卵母細胞の抗アポトーシス作用におけるBMP−15及びBMP−6の役割
CCに対する卵母細胞の抗アポトーシス生物活性を中和するため、50μg/mLのフォリスタチン又は20μg/mLのBMP−6NAbの存在下又は非存在下、或いはこれら両方のアンタゴニストの存在下でOOXを25個のDOと共培養した。別の実験を行い、OOX+DOと比較してBMP−15やBMP−6の相加作用について検討した。OOXはDOで処理するか、或いは10ng/mLのBMP−6及び/又は10%v/vのBMP−15で処理した。これらの実験は3回反復して行ったが、その際、1回の反復実験に付き1処理群に対して10個のOOXを用いた。
CCに対する卵母細胞の抗アポトーシス作用がBMP−15及びBMP−6の両方又はどちらか一方に起因し得るかどうか更に確認するため、BMP−6NAbを用いて又は用いずにフォリスタチンを用いたOSFの中和を試みた。図8Aは、OOXを卵母細胞と共培養すると、OOX単独の場合と比べてCCアポトーシスの発生率が低下し、COC対照の場合に匹敵したことを示す。フォリスタチン単独又はBMP−6NAb単独の場合には、卵丘細胞に対する卵母細胞の抗アポトーシス作用の約50%に有意に拮抗した(p<0.001)。フォリスタチン及びBMP−6NAbを共存させた場合にアポトーシスレベルの更なる回復が見られなかったため、これらの作用は相加的ではなかった。
図8Aの結果から、卵母細胞分泌BMP−15及びBMP−6はCCアポトーシスの防止に対して重複して作用しており、相加的には作用していないことが示唆された。実験を行いこの提案について検証した。OOXをDOと共培養した場合やBMP−15単独で処理又はBMP−6単独で処理した場合には、CCアポトーシスは有意に(p<0.001)に抑制された(図8B)。BMP−6とBMP−15を併用してOOXを処理した場合、アポトーシスレベルがBMP−15単独の場合を超えて更に低下することはなかった(p>0.05)が、このことは、これら2種のBMPに相加作用がないことを示唆する。
実施例14
卵丘細胞アポトーシスに対するBMP−7及びそのアンタゴニストであるグレムリンの作用
CCアポトーシスに対するBMP−7やそのアンタゴニストであるグレムリンの影響について検討するため、2μg/mLのグレムリンの存在下又は非存在下でOOXを100ng/mLのBMP−7及び/又は10%のBMP−15で処理した。本実験は3回反復して行ったが、その際、1回の反復実験に付き1処理群に対して10個のOOXを用いた。
本実験を行い、BMP−15の存在下でCCアポトーシスの制御に対するBMP−7やそのアンタゴニストであるグレムリンの添加の影響について確認した。BMP−7やBMP−15は卵丘細胞アポトーシスを有意に抑制した(p<0.001;図9)。BMP−15処理OOXをグレムリンの用量を増加させて培養した場合、アポトーシスは有意に増加しなかった(図9A)。逆に、2μg/mLのグレムリンによって100ng/mLのBMP−7の阻害作用は有意に(p<0.001)逆転したが、BMP−15が存在する場合にはそのようなことはなかった(図9B)。
実施例15
統計解析
卵丘細胞アポトーシスの頻度はSigmaStatソフトウェア(SPSS社、イリノイ州シカゴ)を用いたANOVAによって解析し、平均値間の有意差はチューキー−クレーマーpost−hoc検定によって求め、複数の平均値を比較した。全ての細胞比率データは解析前にアークサイン変換した。p<0.05の場合に差は統計的に有意であるとした。
考察−研究I
本研究から、卵母細胞切除によってCOCから卵母細胞を除去するとCCアポトーシスが実質的に増加することが分かる。しかし、OOXを卵母細胞と共培養することによってアポトーシスを低レベルに回復させることができ、卵母細胞は用量依存的にアポトーシスの発生率を低下させ、最大濃度(50個(DO)/ウェル)で完全にCOCのレベルまで回復する。これらの知見から、低レベルのCCアポトーシスは卵母細胞の存在に大きく依存することが分かる。また、このような作用が卵母細胞とCCとの直接的な接触のない共培養環境中で見られたことから、CCアポトーシスの特徴的な低発生率は、卵母細胞のCCへのギャップ結合性シグナル伝達ではなく、卵母細胞からの可溶性パラクリンシグナルに特異的に起因し得るものである。
本研究から、OSFの形態形成勾配を構築することによって卵母細胞がCCアポトーシスを積極的に防止することが分かる。第一に、CCアポトーシスの抑制は2種類の方法、即ち、TUNEL及び定量的共焦点顕微鏡法によって評価した。また、アポトーシスを制御する主要蛋白質の発現はウェスタンブロットによっても確認した。OOXを卵母細胞に曝露することによって、抗アポトーシスBcl−2の発現が劇的に誘導された。逆に、アポトーシス促進性のBaxの発現はOOX単独の場合に高く、OSFによって顕著に抑制された。これらの結果から、細胞生存を支持して(in favour of)Bax/Bcl−2比を変えることによって卵母細胞はCC内のアポトーシスを防止することが分かる。第二に、卵母細胞の抗アポトーシス作用は卵母細胞位置からの勾配に追随した。無傷COCの場合、アポトーシスの発生率はCCの最内層で最も低く、卵母細胞からの距離が増加するに伴って上昇した。逆に、OOX+DOの場合、即ち、卵母細胞が複合体の外側にあってOOXが中空である場合、卵母細胞に最も近いCCの外層においてアポトーシスレベルが最も低かった。これは、COCにおいてOSFの形態形成勾配が非常に局在化していることに関する最初の直接的証拠である。第三に、OSFはCCをアポトーシス傷害から保護することができた。スタウロスポリンは、無差別にDNA損傷を引き起こすのとは対照的に、(これまで特徴付けられていない)細胞シグナルカスケード経由でアポトーシスを誘導する。OSFはスタウロスポリンによって誘導されるアポトーシスを防止したが、これは、卵母細胞がCCをアポトーシス誘導事象から保護することができることを示す。これらの結果を総合すると、卵母細胞は非常に局所的に作用する強力な抗アポトーシス因子を分泌することが分かる。
また、培地にFSHを添加することによって、COC及びOOXの両方においてCCアポトーシスの発生率が低下した。これは他の研究とも一致し、また、FSHが卵胞成長を司る不可欠なホルモンであり、卵胞閉鎖の主要因がFSHへの不十分な曝露であるという見解とも一致する。
GDF−9は非常に強力なGCマイトジェンであるという事実にもかかわらず、GDF−9はCCアポトーシスの発生率に対して有意な作用を示さなかった。その代わり、CCアポトーシスは、一般に弱いマイトジェンであるBMP−15、BMP−6及びBMP−7によって顕著に抑制された。本研究によって、CCアポトーシスを防止するのはGDF−9シグナル伝達ではなくBMPシグナル伝達であるということに関して多方面の証拠が得られた。即ち、1)試験した3種類のBMPは全て、CCアポトーシスの発生率を用量依存的に低下させた、2)BMP−6及びBMP−15は両方ともCCをスタウロスポリン誘導アポトーシスから保護した、3)CC抗アポトーシスBcl−2の発現はGDF−9ではなくBMP−15によって刺激された、一方、4)アポトーシス促進性Baxの発現はGDF−9ではなくBMP−15によって阻害された。これらの知見は、Bcl−2/Bax比が細胞の生死を決定し、BMP−15やBMP−6がこの比を制御できるという考えを支持するものである。
TGF−βスーパーファミリーによって活性化される2種類のシグナル伝達経路、即ち、BMP経路及びTGFβ/アクチビン経路が存在する。GDF−9はALK5受容体を介してシグナル伝達し、SMAD2/3分子を活性化し、よって、TGF−β様細胞内応答を誘発する。一方、BMP−15、BMP−6及びBMP−7はALK6及びBMPRII受容体を介してシグナル伝達し、もう一方のSMAD1/5/8経路を活性化する。従って、ウシOSFはCCにおいて両方のシグナル伝達経路を同時に刺激すると思われる。即ち、卵母細胞の抗アポトーシス作用を伝達するBMP−15やBMP−6によるSMAD1/5/8経路の活性化と、卵母細胞の分裂促進シグナルを伝達するGDF−9によるもう一方のSMAD2/3経路の活性化である。
本研究の更なる目的は、CCアポトーシスを防止するネイティブOSFの同定を試みることであった。従来、OSFを実際に精製することは不可能であると分かっているため、この同定は、CCに対する卵母細胞の作用を実験的に中和することによって最も容易に行うことができる。フォリスタチンやグレムリン等の数種の高親和性結合蛋白質はBMPの作用に拮抗する。フォリスタチンは卵胞の発育においてGCによって高度に発現するが、不活性な複合体を形成することによってアクチビンやBMP−15の生物活性を阻害する。本研究においては、フォリスタチン及びBMP−6中和抗体はそれぞれ、BMP−15及びBMP−6の抗アポトーシス作用に拮抗することができた。グレムリンはGC及びCCにおいて発現し、BMP−2、BMP−4及びBMP−7のアンタゴニストとして知られているが、BMP−15の抗アポトーシス作用には拮抗しなかった。
次に、BMPのアンタゴニストが卵母細胞の抗アポトーシス作用を中和する能力について検討した。フォリスタチンやBMP−6中和抗体は単独で卵母細胞の抗アポトーシス作用に一部拮抗することができたが、これは、ウシ卵母細胞によるこの作用がBMP−15及び/又はBMP−6に一部起因し得ることを示唆する。このような知見は、これらの卵母細胞分泌分子についての全く新しい機能を説明するものである。BMP−15及びBMP−6は卵丘細胞アポトーシスの防止に重複して作用していると思われる。これらの組換え蛋白質は一緒に添加した際、アポトーシスに対する相加作用を示さず、また、ネイティブ卵母細胞のBMP−15及びBMP−6を同時に中和した場合、一方のみを中和する作用が増大することはなかった。これらのデータから、内因性のBMP−15及びBMP−6卵母細胞蛋白質が重要な抗アポトーシスOSFであるという最初の直接的証拠が得られる。
本研究においては、BMP−7がOSFではなく、卵胞内で卵胞膜によってのみ発現されるものであっても、CCアポトーシスの防止においてBMP−7が卵母細胞分泌BMP−15やBMP−6の作用を模倣し得ることを示す。グレムリンはBMP−2やBMP−4の作用に対して非常に有効に拮抗することが知られているが、BMP−7の抗アポトーシス作用を中和する一方、BMP−15に対して有効ではなかった。従って、内因性卵母細胞産物であるBMP−15のCCに対する抗アポトーシス作用は、BMP−7とグレムリンの共存によって影響を受けなかった。
研究II 裸化卵母細胞を用いた共培養系におけるウシ卵丘卵母細胞複合体の発育能力:卵母細胞分泌因子の役割
実施例16
ウシ卵母細胞の採取及び培養条件
特に明記しない限り、全ての化学薬品及び試薬はシグマ社(ミズーリ州セントルイス)から購入した。
地元の食肉処理場にてウシ卵巣を採取し、温生理食塩水(30〜35℃)に入れて実験室に運んだ。50μg/mLのカナマイシン、0.5mMのピルビン酸ナトリウム、50μg/mLのヘパリン及び4mg/mLの無脂肪酸ウシ血清アルブミン(FAF−BSA)(ICPbio社、ニュージーランド、オークランド)を添加した約2mLの吸引培地(Hepes緩衝組織培養培地−199:TCM−199、ICNバイオケミカルズ社、米国カリフォルニア州アーヴィン)を含む10mLシリンジと18ゲージ針とを用いて、胞状卵胞(直径2〜8mm)から卵丘卵母細胞複合体(COC)を吸引した。5層の細胞層を超える密集した卵丘で覆われ、細胞質が均一に着色した無傷のCOCを解剖顕微鏡下で選択し、Hepes緩衝TCM−199で2回洗浄し、10%ウシ胎仔血清(FCS)(インビトロジェン社、カリフォルニア州カールズバッド)を添加したHepes−TCM199で1回洗浄した。卵成熟用基本培地としてはBovine VitroMat(クック・オーストラリア社、オーストラリア、クイーンズランド州エイトマイルプレイン)を用いたが、これはウシ卵胞液のイオン組成に基づく培地であり、更に100μmのグリシルグルタミン(Glutamax;ギブコ・インビトロジェン社、米国カリフォルニア州カールズバッド)、100μmのN−アセチル−1−システイン、100μmの2−メルカプトエチルアミン、1%v/vの非必須アミノ酸(100×;ギブコ・インビトロジェン社)、2%v/vの必須アミノ酸(50×;ギブコ・インビトロジェン社)、4mg/mLの無脂肪酸BSA、及び5.6mmのグルコースを含有する培地である。全てのIVM処理には0.1IU/mLのFSH(ピュレゴン、オルガノン社、オランダ、オッス)を添加した。複合体の培養は、予め平衡化し、ミネラルオイルを重層した50mLのドロップ中で行い、5%CO2の加湿空気中、39℃で24時間インキュベートした。
実施例17
卵丘卵母細胞複合体の処理
(i)裸化卵母細胞の生成
裸化卵母細胞(DO)は、2mLのH−TCM−199/BSA中で約4分間回転攪拌させてCOCからCCを除去することによって生成した。残った卵丘細胞は、H−TCM−199/BSA中で卵母細胞を微細径火仕上げガラスピペットを繰り返し通過させることによって除去した。
(ii)成長因子
組換えマウスGDF−9及び組換えヒツジBMP−15は、形質移入293ヒト胎児腎臓細胞株(293H)を用い、先に記載のように(カイヴォ−オジャ(Kaivo-Oja)ら(2003)J.Clin.Endocrinol Metab 88:755−762;マクナッティ(McNatty)ら(2005)Reproduction 129:473−480)室内で産生した。組換え蛋白質は、最近記載のように(ヒッキー(Hickey)ら、(2005)Biol Reprodオンライン)疎水性相互作用クロマトグラフィー(HIC)を用いて一部精製した後、その濃度をウェスタンブロット(カイヴォ−オジャ(Kaivo-Oja)ら、2003 3)J.Clin.Endocrinol Metab 88:755−762)によって推定した。また、非形質移入293H細胞から対照ならし培地(293H)も産生し、HICによって精製した。
(iii)インビトロ受精及び胚培養
全ての実験は、受胎能が示された同一の雄ウシ由来の凍結精液を用いて行った。即ち、液体窒素内で保存したストロー1本分の精液を水浴中で1分間急速に融解した。精液サンプルを不連続(45%:90%)パーコール勾配(アマシャム・バイオサイエンス社)の上に重層し、室温にて700gで20〜25分間遠沈した。上清を除去し、精子ペレットを500mLのBovine Vitro Wash(クック・オーストラリア社、オーストラリア、クイーンズランド州エイトマイルプレインズ)で洗浄し、200gで更に5分間遠沈した。精子をIVF培地(Bovine Vitro Fert、クック・オーストラリア社)で再懸濁させた後、受精培地ドロップ(Bovine Vitro Fert(クック・オーストラリア社)に0.01mMのヘパリン、0.2mMのペニシラミン及び0.1mMのヒポタウリンを添加)に添加し、精子の最終濃度を1×106個/mLとした。COCの授精はCOC当りIVF培地10mLの培地密度で6%CO2の加湿空気中、39℃で24時間行った。
授精23〜24時間後、卵丘細胞をピペットで優しく除去し、予め平衡化したCook Bovine Cleave培地(改変SOFaa、クック・オーストラリア社)の20μLドロップに5個の推定(presumptive)接合体を移し、ミネラルオイル下で7%O2及び6%CO2(残部N2)にて38.5℃で5日間(1日目〜5日目)培養した。
5日目に、ミネラルオイルを重層し38.5℃で予め平衡化したBovine Vitro Blast(Cook Bovine Blast培地;クック・オーストラリア社)のドロップ(5−6〜20mL)の群に胚を移し、8日目まで培養した。8日目に、国際胚移植学会のマニュアルに記載の定義に従って胚の質を評価したが、この評価は熟練したウシ胚培養士によって独立的且つ盲検的に行った。
実施例18
統計解析
統計解析はSigmaStatソフトウェア(SPSS社、イリノイ州シカゴ)を用いたANOVAによって行い、平均値間の有意差はチューキー−クレーマーpost−hoc検定によって求め、複数の平均値を比較した。全ての比率データは解析前にアークサイン変換した。p<0.05の場合に差は統計的に有意であるとした。
実施例19
IVM時の無傷COCとDOとの共培養が後の胚の発育能力に及ぼす影響
卵母細胞発育能力に対する卵母細胞分泌因子の作用について確認するため、インビトロ成熟(IVM)時に卵丘卵母細胞複合体を4処理群に無作為に割り当てた。IVM後、全ての複合体及び卵母細胞を受精させ、8日目に形成胚盤胞の質について評価した。
処理(1)200mLのドロップ中で20個の裸化卵母細胞を24時間培養した(DO;図1A)。処理(2)200mLのドロップ中で20個の卵丘卵母細胞複合体を24時間培養した(COC;図1B)。処理(3)200mLのドロップ中で20個のCOCを100個の裸化卵母細胞と0時間から24時間共培養し、この内、20個の複合体(COC−0h;図1C)及び20個の裸化卵母細胞(DO−0h;図1D)をIVM後に受精させた。処理4、200mLのIVM培地中で20個のCOCを無傷COCとして最初の9時間成熟させた。これと並行して、100個のCOCを9時間成熟させた後に裸化させ、その後、100個のDOを移して20個のCOCと共にIVMの最後の15時間成熟させた。処理3に関しては、その後、20個の複合体(COC−9h;図1E)及び20個の裸化卵母細胞(DO−9h;図1F)を上述のように受精させた。実験は7回反復して行った。
10mLのドロップ中で5個のDOと共に1個のCOCを培養すると濃度が0.5個(DO)/mLドロップとなるが、これは、卵母細胞分泌因子の影響を検討するのに用いる典型的範囲内である。
結果を表1、図11及び図12に示す。
Figure 2009501533
以上のように、授精後胚盤胞ステージに達した卵母細胞の数は、COC単独培養の場合(40%;図12)と比べて、無傷卵丘卵母細胞複合体を裸化卵母細胞と共培養(0時間又は9時間)することによって有意に(p<0.001;図12)増加した(それぞれ50%、61%)が、これは、裸化卵母細胞から分泌されるパラクリン因子によってCOCが胚盤胞ステージまで発育する能力が向上することを示す。また、裸化前のIVMの最初の9時間、卵母細胞を無傷卵丘細胞と共に成熟させ、その後、IVMの最後の15時間、複合体と共に培養することによって、8日目に胚盤胞の数が有意に増加していた。
(隣接するCOC由来の)卵丘細胞の存在によってDO(DO−0h)の発育能力が向上することはなく、胚盤胞率はDO単独培養(DO)の場合と同様であった(図12)。IVM前に卵丘細胞を除去した場合、授精後胚盤胞ステージに達した卵母細胞の数は無傷COCの場合と比べて有意に(p<0.001;図12)減少した(それぞれ12%、40%)。胚盤胞率については、DO単独培養の場合と比べて、裸化前の最初の9時間、卵母細胞を無傷卵丘と共に成熟させた場合に有意に(p<0.001;図12)向上した(それぞれ12%、25%)。
卵母細胞の分裂については、裸化卵母細胞処理間においても、卵丘卵母細胞複合体処理間においても有意差は見られなかった(図11)が、概して、裸化によってその後の受精率は有意に低下した。しかし、多精子受精の発生率(DNA蛍光H33349で染色した卵母細胞の別々のコホートによって評価)については裸化卵母細胞と卵丘卵母細胞複合体との間で差はなかった(データは示さず)。
実施例20
卵母細胞発育能力に対するGDF−9やBMP−15(単独使用及び併用)の作用
COCで見られる発育能力に対してどの卵母細胞分泌因子が寄与し得るか検討するため、10%の293H(対照ならし培地)、10%のBMP−15、175ng/mLのGDF−9又はBMP−15+GDF−9の存在下又は非存在下で上述のものと同一のIVM系を併用して複合体を24時間培養した。これらの実験は3回反復して行ったが、その際、1回の反復実験に付き1処理群に対して25個のCOCを用いた。
表2に示すように、BMP15の単独使用又はGDF9との併用は、COCをGDF−9単独で処理した場合やCOCをサプリメントの非存在下で成熟させた場合と比べて、授精後胚盤胞ステージに達した卵母細胞の数を増加させる上でより有効であった。
Figure 2009501533
実施例21
TGF−βスーパーファミリー分子による卵丘細胞への卵母細胞パラクリンシグナル伝達は卵丘膨張に不可欠である。
TGF−βスーパーファミリーのメンバーは、マウス卵丘膨張を可能にする因子(CEEF)の有力候補である。本研究を行い、卵丘膨張を制御するTGF−βスーパーファミリープロセスについて検討した。eGG刺激マウスからCOCを採取し、卵母細胞を顕微手術的に除去して卵母細胞切除(OOX)複合体を生成した。確立したスコアリングシステムを用い、0(膨張なし)〜+4(最大膨張)でFSH誘導卵丘膨張について評価した。FSH単独で処理したOOX複合体は膨張しなかった(スコア:0)が、有意な(p<0.05)膨張誘導がGDF9(スコア;平均±SEM:3.7±0.1)、アクチビンA(2.6±0.1)又は卵母細胞との共培養(スコア3.2±0.2)によって生じた。GDF9及びアクチビンのタイプI受容体はそれぞれALK5及びALK4である。ALK4/5/7キナーゼ阻害剤が卵丘膨張を中和する能力について検証した。データを図13〜15に示す。
図示のように、該阻害剤はGDF−9や卵母細胞によって誘導される卵丘膨張を完全に中和し(図13)、また、該阻害剤はGDF−9や卵母細胞によって誘導される顆粒膜細胞DNA合成も完全に抑制した(図14)。
また、CAGAルシフェラーゼ活性の阻害からも明らかなように、該阻害剤はTGF−β1、GDF9及び卵母細胞によって刺激されるSmad2/3分子の活性化も完全に抑制した(図15A及び15B)。
アクチビンのアンタゴニストであるフォリスタチンもアクチビンに対するOOX複合体の応答(スコア:0)を中和する上で有効であったが、卵母細胞と共培養したOOX複合体の膨張(スコア:2.7±0.2)に対して有意な作用は示さなかった(p>0.05)。本研究によって、アクチビンが唯一のCEEFではなく、ALK4/5/7経路によるシグナル伝達がマウス卵丘膨張に不可欠であるという証拠が得られる。
実施例22
研究III−マーモセットサル顆粒膜細胞増殖を制御する成長分化因子9シグナル伝達系
導入&目的:
卵母細胞は、隣接する顆粒膜細胞(GC)に作用するパラクリン成長因子を分泌することによって卵胞の成長や発育を制御する。ヒトや非ヒト霊長類においては、このような卵母細胞因子やそれらが用いるGC受容体/シグナル伝達系の性質について殆ど知られていないが、その主な理由としては卵母細胞や非黄体化GCが少ないことが挙げられる。本研究の目的は、卵母細胞分泌成長分化因子9(GDF9)によって用いられる受容体/シグナル伝達系を同定し、コモンマーモセットサル(Callithrix jacchus)においてGCの成長を促進することであった。
方法:
(i)動物
本研究には7匹の成体雌性マーモセットを用い、クイーンエリザベス病院の動物棟(Animal House)にて飼育した。本研究は地元の動物倫理委員会によって承認され、研究動物のケアと使用についての指導原理に従って行った。
hFSH(50IU/日)を1日2回、6日間注射して雌性マーモセットを刺激し、卵胞期の7日目に全卵巣を摘出した。
(ii)GC培養
卵胞を手作業で切除し、3種類のサイズの卵胞、即ち、洞周囲(periantral)卵胞(PA;0.42〜0.66mm)、小型胞状卵胞(SA;0.66〜1.5mm)及び大型胞状卵胞(LA;>1.5mm)に分類した。各サイズの卵胞からGCを採取しプールした後、0.3mg/mLのポリビニルアルコール(PVA、シグマ社)を添加した重炭酸緩衝組織培養培地−199(B−TCM)で2回洗浄した。個々の実験に応じて、壁側GC(1×105個(細胞)/mL)、ホルモン、阻害剤及び培地を96ウェルプレート(ファルコン社)の各ウェルに添加し、最終体積を125μLとした。各実験においては全ての処理を少なくとも2個のウェルにて行い、各実験は少なくとも3回繰り返した。細胞を37℃の空気雰囲気(湿度96%、5%CO2)中で18時間培養した後、同一条件下で更に6時間、15.4kBqのトリチウム標識チミジン(3H−チミジン、ICN)のパルス標識を行った。培養後、壁側GCを回収し、取り込まれた3H−チミジンをシンチレーションカウンタによって定量してS期の細胞比率の指標とすることにより、壁側GCのDNA合成及び増殖のレベルが示された(30)。
(iii)RNA及びRT−PCR
リボソーム蛋白質−L19(L19)、骨形成蛋白質受容体タイプ2(BMPRII)、アクチビン受容体様キナーゼ5(ALK5)及びSmad3mRNAの発現に対し、顆粒膜細胞についてRT−PCRによって検討した。MGCを上述のように採取した。各サイズの卵胞から100,000個の細胞を氷上でエッペンドルフチューブに移し、RLTバッファー(キアゲン社、オーストラリア、クリフトンヒル)に溶解し、液体窒素で急速凍結(snap frozen)した後、−80℃で保存した。
マイクロRNA単離キット(キアゲン社、オーストラリア、クリフトンヒル)を用いてRNAを単離した。この単離においては、20ngのキャリアRNAを各サンプルに添加した後に均質化を行い、全てのサンプルをDNアーゼで処理してゲノムDNAの混入を排除した。
RNAの定量は、リボグリーンRNA定量キット(モレキュラープローブ社、オレゴン州ユージーン)を用い、同社のプロトコルに従って行った。
70ngのRNAの逆転写は、ランダムプライマー(ベーリンガー・マンハイム社、ドイツ)及びスーパースクリプトIIRTキット(ライフテクノロジー社、ニューヨーク州グランドアイランド)を用い、同社の指示に従って行った。RNAを水で置換した陰性RT対照も用いた。
PCR増幅には、HotStarTaqDNAポリメラーゼキット(キアゲン社、オーストラリア、クリフトンヒル)で供給される試薬を用いた。各反応では、2.5μLのキアゲン10×バッファー、0.4mMの各dNTP(アプライド・バイオシステムズ社、オーストラリア)、0.5UのHotStarTaqDNAポリメラーゼ、0.56μMの各プライマー及び1μLのcDNA(1:4希釈)を用い、超純水(フィッシャー・バイオテック社、オーストラリア、パース)によって最終体積を25μLとした。各PCR操作においては、cDNAを水で置換した陰性PCR対照も用いた。ポリメラーゼの最初の活性化を95℃で5分間行った後、95℃1分間、60℃1分間及び72℃1分間の増幅サイクルを40回行い、最終伸張段階を72℃で7分間行った。次に、産物を2%アガロースゲル上で泳動させ、産物の正確なサイズを確認した。最後に、各PCR産物を配列決定によって同定した。
マーモセット配列データが不足していたため、プライマーエクスプレスソフトウェア(PE、アプライド・バイオシステムズ社、カリフォルニア州フォスターシティ)を用い、ヒトL19、BMPRII、ALK5及びSmad3に対してプライマー対を設計し、Geneworks(オーストラリア、アデレード)によって合成した。全てのプライマー対はイントロンをブラケットするように設計した。本研究に用いたプライマーのオリゴヌクレオチド配列を表1に示す。
(iv)ルシフェラーゼ
特定のリン酸化Smadに応答するルシフェラーゼレポーター構築物を用い、組換えGDF9による壁側GCSmad蛋白質の活性化を検出した。DMEM(MPバイオメディカルズ社、オーストラリア、セブンヒルズ)+2%FCS(トレース・バイオサイエンス社、オーストラリア、キャッスルヒル)で細胞を最終洗浄した以外は、上述同様に壁側GCを採取し処理した。最終洗浄後、細胞を96ウェルプレート(ファルコン社)の個々のウェルに移し、1.6×105個(細胞)/mLで培養した。4時間培養後、Fugene6(ロシュ・ダイアグノスティックス社、オーストラリア、キャッスルヒル)を用いて50ngのルシフェラーゼレポーター構築物DNAを細胞に一過的に形質移入した。形質移入18時間後、培地を細胞から吸引し、0.1%FCS添加DMEMで置換した。この時点で細胞に様々なリガンドを添加し(以下参照)、培養期間を更に48時間延長した。ウェルから培地を除去し、プレートを−20℃で凍結させることによって実験を終了させた。細胞を回収するため、100μLの溶解バッファーを各ウェルに添加し、プレートをロッキングプラットフォーム上で室温にて20分間インキュベートした。20μLの細胞ライセートを用い、Galaxystarルミノメーター(GMBラブテクノロジーズ社、ドイツ、オッフェンブルク)によってルシフェラーゼ活性を測定した。
(v)統計
7匹の成体雌性マーモセットをhFSHで6日間刺激し、7日目に全卵巣を除去し、卵胞を手作業で切除した後、3種類のサイズの卵胞、即ち、洞周囲(periantral)卵胞(PA;0.42〜0.66mm)、小型胞状卵胞(SA;0.66〜1.5mm)及び大型胞状卵胞(LA;>1.5mm)からGCを採取した。4種類のアプローチを用い、GCにおけるGDF9の機能について検討した。卵母細胞、卵丘細胞(CC)及びGCからRNAを抽出し、ヒトプライマーを用いたRT−PCRに付し、他種においてGDF9シグナル伝達に関与することが示唆されている受容体/細胞内シグナル伝達分子の発現を確認した。GDF9シグナル伝達経路について検討するため、LA卵胞由来の培養GCにCAGA−ルシフェラーゼレポーター構築物又はBRE−ルシフェラーゼレポーター構築物を形質移入し、様々なTGF−βスーパーファミリー成長因子による処理、或いはマウス卵母細胞との共培養を行った。マーモセットGC増殖に対するGDF9の作用について確認するため、GCバイオアッセイを用い、24時間後の3H−チミジンの取り込みをDNA合成及び細胞増殖の指標として評価した。様々な濃度のGDF9で細胞を処理したが、この処理はGDF9単独で、或いはFSH及び/又はIGF1と共に行った。他の実験においては、GDF9+/−IGF1の存在下、GCをSB431542(アクチビン様キナーゼ(ALK)4/5/7阻害剤)で用量を増加させながら処理した。
結果:
実験1:卵母細胞によるGDF9mRNAの発現
洞周囲卵胞、小型胞状卵胞又は大型胞状卵胞から回収した裸化卵母細胞由来のcDNAについてRT−PCRを行った。予想通り、どのサイズの卵胞由来の卵母細胞もGDF9mRNAを発現した(図16)。配列決定によってPCR産物を同定した。
実験2:GCによるGDF9シグナル伝達経路分子の発現
本実験を行い、小型胞状卵胞及び大型胞状卵胞由来のGCが主要なGDF9シグナル伝達経路分子(即ち、骨形成蛋白質受容体II、ALK5及びSmad3)のmRNAを発現するかどうか確認した。小型胞状卵胞及び大型胞状卵胞の両方に由来するGCにおいて、これら3種類の転写物全てのmRNA発現が検出された(図17)。全てのPCR産物の配列決定を行った結果、対応するヒト配列と相同性を示した。
実験3:Smad細胞内シグナル伝達経路の活性化
本実験を行い、大型胞状卵胞由来のGCがTGF−β及び/又はBMPシグナルに応答することができるかどうか確認した。CAGA又はBREルシフェラーゼプラスミド構築物を細胞に形質移入した後、TGF−β1、GDF9、BMP7又は卵母細胞で処理した。CAGA−ルシフェラーゼ活性は、TGF−β1、卵母細胞及びGDF9によって対照レベルよりそれぞれ19倍、6倍及び5倍刺激されたが、BMP7によっては刺激されなかった(図18A)。逆に、BRE−ルシフェラーゼ活性は、BMP7によって対照レベルと比べて31倍刺激されたが、TGF−β1、GDF9又は卵母細胞によっては活性化されなかった(図19B)。
実験4:GDF9はTGF−β/アクチビンシグナル伝達経路を介して顆粒膜細胞増殖を刺激する:
次に、ALK4/5/7キナーゼ阻害剤を用い、GDF9がTGF−β/アクチビンシグナル伝達経路を介してGC増殖を促進するという別方面の証拠を得た。阻害剤SB431542はALK6の活性に影響を及ぼすことなく、ALK4、ALK5及びALK7のキナーゼ活性に特異的に拮抗する(インマン(Inman)2002)。マウスにおいてSB431542はTGF−β1、GDF9及び卵母細胞によって刺激される壁側GC成長を用量依存的に阻害することを先に示した。本研究においては、大型胞状卵胞由来のマーモセットGCを用い、GDF9によって刺激されるDNA合成がSB431542の存在下で用量依存的に阻害されることも示した(図18)。このキナーゼ阻害剤は濃度1μMでGDF9の刺激作用を完全に排除することができる。
実験5:洞周囲卵胞由来の壁側顆粒膜細胞はより高い分裂促進指数(mitogenic index)を有する
本実験においては、異なるサイズの卵胞に由来する壁側顆粒膜細胞がGDF9の成長促進活性に応答する能力について検討した。概して、DNA合成率は大型卵胞由来のGCにおいて最も低く(399cpm/12,500個(細胞))、洞周囲卵胞由来のGCにおいて最も高かった(5936cpm/12,500個(細胞))(図19)。
壁側顆粒膜細胞DNA合成に対するGDF9及び卵胞サイズの影響:
図20は、小型及び大型胞状卵胞由来の壁側GCをGDF9で用量を増加させながら(0〜350ng/mL)24時間処理したことを示す。培養期間の最後に3H−チミジン取り込みを測定した。各ポイントは7回の反復実験から得た平均cpm/12,500個(細胞)+/−SEMを示す。
壁側顆粒膜細胞DNA合成に対するGDF9のFSH及び/又はIGF1との併用の影響:
図21は、壁側顆粒膜細胞DNA合成に対するGDF9のFSH及び/又はIGF−1との併用の影響を示す。小型胞状卵胞(A)又は大型胞状卵胞(B)由来の壁側GCをGDF9(175ng/mL)、rhFSH(50mIU/mL)及びIGF−1(25ng/mL)の組合せと共に24時間培養した。各バーは7回の反復実験から得た平均cpm/12,500個(細胞)+/−SEMを示す。
壁側顆粒膜細胞DNA合成に対するGDF9+/−BMP15の影響:
図22は、壁側顆粒膜細胞DNA合成に対するGDF9+/−BMP15の影響を示す。小型胞状卵胞(A)又は大型胞状卵胞(B)由来の壁側GCをGDF9(175ng/mL)又はBMP15(10%)の一方のみ、或いは両方の組合せと共に培養した。各バーは3回の反復実験の平均+/−SEを示す。
結論:
本研究によって、卵母細胞分泌因子GDF9が霊長類顆粒膜細胞増殖を刺激する分子基盤が特徴付けられる。卵胞発育の初期から後期において、マーモセットのCC及びGCはGDF9に対する応答に必要な分子成分を有する。実際、GDF9はどのサイズの卵胞においてもGCDNA合成を刺激するが、小型卵胞において最も顕著であり、特にIGF1との相乗作用が顕著である。マーモセットGCは排卵前に分化するに従いGDF9に対して不応となる。GDF9は、TGF−βシグナル伝達系の成分を用い、TGF−β様細胞内応答を誘導することによってマーモセットGC増殖を調節する。
実施例23
研究IV−卵母細胞分泌因子は卵母細胞発育能力を高める
材料及び方法:
卵母細胞の採取及び培養条件
特に明記しない限り、全ての化学薬品及び試薬はシグマ社(ミズーリ州セントルイス)から購入した。地元の食肉処理場にてウシ卵巣を採取し、温生理食塩水(30〜35℃)に入れて実験室に運んだ。50μg/mLのカナマイシン、0.5mMのピルビン酸ナトリウム、50μg/mLのヘパリン及び4mg/mLの無脂肪酸ウシ血清アルブミン(FAF−BSA;ICPbio社、ニュージーランド、オークランド)を添加した約2mLの吸引培地(Hepes緩衝組織培養培地−199:TCM−199、ICNバイオケミカルズ社、米国カリフォルニア州アーヴィン)を含む10mLシリンジと18ゲージ針とを用いて、胞状卵胞(直径3〜8mm)からCOCを吸引した。約5層の細胞層を超える密集した卵丘で覆われ、細胞質が均一に着色した無傷のCOCを解剖顕微鏡下で選択し、Hepes緩衝TCM−199で2回洗浄し、10%ウシ胎仔血清(FCS)(インビトロジェン社、カリフォルニア州カールズバッド)を添加したHepes緩衝TCM−199で1回洗浄した。卵成熟用基本培地としてはBovine VitroMat(クック・オーストラリア社、オーストラリア、クイーンズランド州エイトマイルプレイン)、即ち、ウシ卵胞液のイオン組成に基づく培地を用いた。全てのIVM処理は0.1IU/mLのFSH(ピュレゴン、オルガノン社、オランダ、オッス)を添加して行った。複合体の培養は、予め平衡化し、ミネラルオイルで重層した300□Lのドロップ中で行い、5%CO2の加湿空気中、39℃で24時間インキュベートした。
裸化卵母細胞の生成
裸化卵母細胞(DO)は、2mLのHepes緩衝TCM−199中で約4分間回転攪拌させてCOCからCCを除去することによって生成した。残ったCCは、Hepes緩衝TCM−199中で卵母細胞を微細径火仕上げガラスピペットを繰り返し通過させることによって除去した。
成長因子&アンタゴニスト
組換えマウスGDF9及び組換えヒツジBMP15は、O.リトヴォス(O.Ritvos)(ヘルシンキ大学)から当初提供された形質移入293ヒト胎児腎臓細胞株(293H)を用い、先に記載のように室内で産生し、一部精製した。非形質移入293H細胞から対照ならし培地(以下「293H」と称する)を産生し、GDF9やBMP15のならし培地と同様のクロマトグラフィー手順に付した。
グラクソ・スミスクライン社(英国、スティーベネッジ)から十分に提供されたSB−431542は競合的ATP結合部位キナーゼ阻害剤として作用し、ALK1、2、3又は6或いは他の細胞キナーゼの活性に影響を及ぼすことなく、アクチビン受容体様キナーゼ(ALK)4、5及び7の活性に特異的に拮抗する。その結果、SB−431542はBMPシグナル伝達に影響を及ぼすことなく、ALK4/5のリガンド、即ち、TGF−β1、上述のアクチビン及びGDF9に強く拮抗する(インマン(Inman)ら、2002;ギルクリスト(Gilchrist)ら、2006)。最近、SB−431542が顆粒膜細胞に対するネイティブOSFやGDF9の成長促進作用に完全に拮抗することを示した。S.シマサキ(米国カリフォルニア大学サンディエゴ校)からフォリスタチン−288が十分に提供されたが、この結合蛋白質がCCにおいてネイティブOSFや組換えBMP15の生物活性に拮抗することは先に示した。
インビトロ受精及び胚培養
胚のインビトロ産生は所定の無血清培地(Bovine Vitro培地シリーズ、クック・オーストラリア社)を用いて行った。全ての実験においては、受胎能が示された単一の雄ウシ由来の凍結精液を用いた。即ち、融解精液を不連続(45%:90%)パーコール勾配(アマシャム・バイオサイエンス社)の上に重層し、室温(RT)にて700gで20〜25分間遠沈した。上清を除去し、精子ペレットを500μLのBovine VitroWash(クック・オーストラリア社)で洗浄し、200gで更に5分間遠沈した。精子をIVF培地(Bovine VitroFert、クック・オーストラリア社)で再懸濁させた後、受精培地ドロップ(Bovine VitroFertに0.01mMのヘパリン、0.2mMのペニシラミン及び0.1mMのヒポタウリンを添加したもの)に添加し、精子の最終濃度を1×106個/mLとした。COCの授精はCOC当りIVF培地10μLの密度で6%CO2の加湿空気中、39℃で24時間行った。
授精23〜24時間後、CCをピペットで優しく除去し、予め平衡化したCook Bovine VitroCleave培地(クック・オーストラリア社)のドロップ(20μL)に5個の推定接合体を移し、ミネラルオイル下で7%O2及び6%CO2(残部N2)にて38.5℃で5日間(1日目〜5日目)培養した。
5日目に、ミネラルオイルで重層し38.5℃で予め平衡化したBovine VitroBlast(クック・オーストラリア社)のドロップ(5−6〜20μL)の群に胚を移し、8日目まで培養した。8日目に、国際胚移植学会のマニュアル(ストリングフェロー(Stringfellow)、1998)に記載の定義に従って胚の質を評価したが、この評価は熟練したウシ胚培養士によって独立的且つ盲検的に行った。
分染法
細胞計数は、(フォウラディ−ナシュタ(Fouladi-Nashta)ら、2005)に記載の技法の修正版を用いて行った。即ち、膨張/孵化した胚盤胞を酸性タイロード液に入れて帯を除去した後、4mg/mLのポリビニルアルコール(PVA)リン酸バッファー生理食塩水溶液(PBS/PVA)で簡単に洗浄した。次に、帯除去(Zona-free)胚を10mMのトリニトロベンゼンスルホン酸(TNBS)PBS/PVA溶液中、4℃で10分間インキュベートした。この後、胚を0.1mg/mLの抗ジニトロフェノールBSA抗体(モレキュラープローブ社、米国オレゴン州ユージーン)と共に37℃で10分間インキュベートした。モルモット補体を用いた補体媒介溶解後、胚を洗浄し、10μg/mLのヨウ化プロピジウム中、37℃で20分間インキュベート(栄養外胚葉を染色)し、その後、4μg/mLのビスベンズイミド(Hoechst33342;シグマ−アルドリッチ社)100%エタノール溶液中、4℃で一晩インキュベート(内部細胞塊(ICM)及び栄養外胚葉の両方を染色)した。次に、顕微鏡スライド上で80%グリセロールPBSのドロップに胚を全載し、カバーガラスをマニキュア液でシールした。次に、UVフィルタ及びデジタルカメラを搭載した蛍光顕微鏡(オリンパス社、東京)下(400倍)で胚を観察し、全細胞数及びコンパートメント細胞数を求めた(内部細胞塊(ICM)核は青く見え、栄養外胚葉(TE)核はピンクに染色された)。
実験1:IVM時の無傷COCとDOとの共培養が後の発育能力に及ぼす影響
卵母細胞発育能力に対するネイティブOSFの作用について確認するため、IVM時にCOCを2処理群に無作為に割り当てた。即ち、処理(1)においては、30個のCOCを300μLのドロップ中で24時間培養し、処理(2)においては、30個のCOCを300μLのドロップ中、150個のDOと0〜24時間共培養し、その後、30個の複合体を除去し、受精させた(図24)。処理2によって、10μLのドロップ中で5個のDOに対しCOCは1個となり、濃度が0.5個(DO)/μLとなるが、これは、OSFの影響を検討するのに必要な範囲内である。IVM後、全ての複合体を受精させ、8日目に形成胚盤胞の数及び質について評価した。実験は6回反復して行った。
実験2:卵母細胞発育能力に対するIVM時のBMP15及び/又はGDF9の作用
本実験を行い、外因性組換えOSFであるGDF9及び/又はBMP15をIVM時に添加することによって後の卵母細胞発育能力が向上するかどうか確認した。上述の基本IVM培地中でCOCを24時間培養しながら、更に以下の処理を行った。1)処理無し(対照)、2)175ng/mLのGDF9、3)10%v/vのBMP15、4)10%v/vのBMP15と175ng/mLのGDF−9、及び5)10%v/vの293H。IVM後、全ての複合体を受精させ、8日目に形成胚盤胞について評価した。これらの実験は4回反復して行ったが、その際、1回の反復実験に付き1処理群に対して50個のCOCを用いた。
実験3&4:卵母細胞発育能力に対するGDF9やBMP15のアンタゴニストの作用
本実験の目的は、(1)無傷COC内で卵母細胞によって分泌されるGDF9やBMP15を阻害することの後の発育に及ぼす影響について検討することと、(2)組換えOSFは純粋ではないため、COCに対する該OSFの作用を特異的に中和することであった。4μMのSB−431542(GDF9のアンタゴニスト)の存在下又は非存在下、COCの培養を単独で、或いは175ng/mLのGDF9又は10%v/vの293Hと共に行った。別の実験においては、IVM時に10μg/mLのフォリスタチン−288の存在下又は非存在下、COCの培養を単独で、或いは10%v/vのBMP15又は10%v/vの293Hと共に行った。IVM後、全ての複合体を受精させ、8日目に形成胚盤胞について評価した。これらの実験は3回反復して行ったが、その際、1回の反復実験に付き1処理群に対して60個のCOCを用いた。
統計解析
反復実験による発育比率データは全て解析前にアークサイン変換した。統計解析はSigmaStatソフトウェア(SPSS社、イリノイ州シカゴ)を用いたANOVAによって行い、平均値間の有意差はチューキー−クレーマーpost−hoc検定によって求め、複数の平均値を比較した。p<0.05の場合に差は統計的に有意であるとした。
結果:
実験1:IVM時の無傷COCとDOとの共培養が後の発育能力に及ぼす影響
DO由来のネイティブOSFに無傷COCを曝露することによって、授精後胚盤胞ステージに達した卵母細胞の比率は、COCを単独で培養した場合(39%)に比べて有意に(p<0.001)上昇した(51%)。また、後に続く胚盤胞の細胞数は有意に(p<0.05)増加し、総細胞数及び栄養外胚葉の細胞数は対照COCと比べて増加した。しかし、卵母細胞の分裂はIVM時のOSFへの曝露には有意に影響を受けなかった(p>0.05)。
実験2:卵母細胞発育能力に対するIVM時のBMP15及び/又はGDF9の作用
成熟COCへBMP15を添加することによって、その胚盤胞ステージへの発育が劇的に高まり(p<0.05)、対照COCと比べて16%、293H処理COCと比べて30%高まった。親293H細胞株由来のならし培地は卵母細胞発育ポテンシャルに悪影響を及ぼし、対照COCと比べて胚盤胞率が14%低下した(p<0.001)。また、GDF9によっても胚盤胞率が293H処理COCと比べて上昇した(p<0.05)が、COC単独培養と比べて上昇は見られなかった。胚盤胞率に対するGDF9の相加作用はBMP15単独の場合を超えることはなかった。卵母細胞の分裂は処理群によって有意に影響を受けることはなかったが、293H対照ならし培地に曝露した卵母細胞においては分裂率が顕著に低かった。
実験3&4:卵母細胞発育能力に対するGDF9やBMP15のアンタゴニストの作用
先の実験2で見られた、IVM時の293H添加による分裂率への悪影響は、これらの両方の実験でも見られ、対照群からの差は有意であった(2要因ANOVA、p<0.05;図25A及び26A)。GDF9のアンタゴニストであるSB−431542(ALK4/5/7阻害剤)は卵母細胞の分裂率に対して影響を及ぼさなかった(p>0.05;図25A)。これに対し、COCをフォリスタチンで処理した場合、BMP15処理に関わらず、卵母細胞の分裂率は有意に低下した(フォリスタチン、71.8±1.3;対照、76.2±1.3;p=0.007;図26A)。実験2と合致するように、COCをGDF9で処理した場合、対照と比べて分裂率が有意に変化することはなく、BMP15で処理した場合にもフォリスタチンの作用に関係無く有意な変化は見られなかった(図25A及び26A)。
対照COCをSB−431542又はフォリスタチンで処理した場合、未処理COCと比べて胚盤胞発育が有意に(p<0.05)抑制されたが、これは、SB−431542又はフォリスタチンがそれぞれ、卵母細胞によって分泌された内因性GDF9又はBMP15の作用を少なくとも一部中和することができたことを示唆する(図2B&3B)。実験2と合致するように、これらの実験においては、外因性のGDF9及びBMP15の両方によって胚盤胞率が上昇した(p<0.05)(図25A及び26A)が、それぞれのアンタゴニストを添加することによってこのような上昇はなくなった。SB−431542又はフォリスタチンを添加することによって、胚盤胞発育が未処理対照COCと同様のレベルまで抑制されるだけでなく、胚盤胞率もアンタゴニストで処理した対照COCのレベルまで低下した(図25B&26B)。これは、卵母細胞発育能力に対する外因性及び内因性のGDF9やBMP15の作用をSB−431542やフォリスタチンが中和していることを示唆する。293Hと共に成熟させたCOCからの胚盤胞発育率は、SB−431542やフォリスタチンの添加に関わらず実質的に低下した(p<0.05)(図25B&26B)。
実施例24
研究V−卵母細胞のインビトロ成熟時の外因性GDF9は後の胚発育及び胎仔の結果(fetal outcome)を改善する
胚の増殖能力は、その発生源である卵母細胞の発育能力に依存する。最近、卵母細胞とその体細胞との間の双方向制御ループの存在及び必要性がますます明らかになっている。本研究の目的は、マウス卵母細胞インビトロ成熟(IVM)時に添加する卵母細胞パラクリン因子である成長分化因子9(GDF9)が後の胚や胎仔の発育に及ぼす作用について評価することであった。
成熟期前(CBA×C57BL/6ハイブリッド)マウスの胞状卵胞からeCG後46時間でCOCを吸引し、50mIU/mLのFSH/10ng/mLのEGF、組換えマウスGDF9(200ng/mL)又は等量v/vの対照親細胞株293Hならし培地を用いて又は用いずに、ウェイマウス培地+5%FCS中、6%CO2及び5%O2にて37℃で17時間成熟させた。次に、卵母細胞(n=1106)を受精させ、G1.2/G2.2培地中、6%CO2及び5%O2にて37℃で胚盤胞ステージまで培養した。胚盤胞をプールし、偽妊娠雌性Swissマウスへの移植、或いは分染を行った。妊娠の結果は妊娠15日目に評価した。
GDF9の作用はFSH/EGFの存在に依存した。FSH/EGFを用いた場合、GDF9によって卵丘膨張が増大した(卵丘膨張指数3.1±0.1vs2.4±0.1;p<0.05)。GDF9は受精、発育率又は胚盤胞率に対しては有意な作用を示さなかった(83%vs75%)が、GDF9によって胚盤胞の総細胞数は有意に増加し(p=O.05)、胚盤胞の内部細胞塊において(p=0.003)栄養外胚葉の細胞数(p=0.07)とは大きく異なった。従って、GDF9の添加によって、着床は影響を受けなかった(83%vs77%)が、胎仔発育はほぼ2倍になった(39%vs21%;p=0.04)。
本研究から、FSH/EGFの存在下、IVM時の外因性GDF9によって胚盤胞の質及び後の胎仔生存率(fetal viability)が改善されることが分かる。これらの知見は卵母細胞と体細胞との適切な相互作用の重要性を強調するものであり、更に、IVM卵母細胞の発育能力の低下がGDF9の欠乏に一部起因し得るため、IVM培養培地の開発に重要な影響をもたらすことにもなる。
最後に、本発明の範囲や精神から逸脱することなく、本発明の上述の方法や組成物について様々な変更や変形がなされることが当業者には明らかであることはいうまでもない。本発明を具体的な好ましい実施形態に関して説明してきたが、当然のことながら、特許請求の範囲で請求された本発明はこのような具体的な実施形態に不当に限定されるものではない。実際、当業者には明らかな、本発明を実施するための上述の態様の様々な変更は本発明の範囲内にあるものとする。
TUNEL(緑標識)によって検出した、卵丘細胞におけるDNA断片化に関する共焦点レーザ走査顕微鏡法の代表的な画像を示す。どの細胞核もヨウ化プロピジウムで染色されている(赤)。陽性対照DNアーゼ1で処理したOOXは非常に強いアポトーシス染色を示した(99%)(A)が、陰性対照では特異的な標識を示すアポトーシスシグナルが現れず(0%)(B)、また、COCではアポトーシス標識の割合が低かった(9%)(C)が、これに対し、OOXではアポトーシス標識の割合が高かった(35%)(D)。 TUNEL(緑標識)によって検出した、卵丘細胞におけるDNA断片化に関する共焦点レーザ走査顕微鏡法の代表的な画像を示す。どの細胞核もヨウ化プロピジウムで染色されている(赤)。陽性対照DNアーゼ1で処理したOOXは非常に強いアポトーシス染色を示した(99%)(A)が、陰性対照では特異的な標識を示すアポトーシスシグナルが現れず(0%)(B)、また、COCではアポトーシス標識の割合が低かった(9%)(C)が、これに対し、OOXではアポトーシス標識の割合が高かった(35%)(D)。 TUNEL(緑標識)によって検出した、卵丘細胞におけるDNA断片化に関する共焦点レーザ走査顕微鏡法の代表的な画像を示す。どの細胞核もヨウ化プロピジウムで染色されている(赤)。陽性対照DNアーゼ1で処理したOOXは非常に強いアポトーシス染色を示した(99%)(A)が、陰性対照では特異的な標識を示すアポトーシスシグナルが現れず(0%)(B)、また、COCではアポトーシス標識の割合が低かった(9%)(C)が、これに対し、OOXではアポトーシス標識の割合が高かった(35%)(D)。 TUNEL(緑標識)によって検出した、卵丘細胞におけるDNA断片化に関する共焦点レーザ走査顕微鏡法の代表的な画像を示す。どの細胞核もヨウ化プロピジウムで染色されている(赤)。陽性対照DNアーゼ1で処理したOOXは非常に強いアポトーシス染色を示した(99%)(A)が、陰性対照では特異的な標識を示すアポトーシスシグナルが現れず(0%)(B)、また、COCではアポトーシス標識の割合が低かった(9%)(C)が、これに対し、OOXではアポトーシス標識の割合が高かった(35%)(D)。 FSHの存在下(A)又は非存在下(B)での卵丘細胞アポトーシスに対する卵母細胞分泌因子の用量応答について示す。卵母細胞切除複合体(OOX)の培養を裸化卵母細胞(DO)の数を増加させながら行った結果、最大用量において、アポトーシスが対照COCのレベルまで効果的に抑制された。各ポイントは、アポトーシス卵丘細胞の平均比率(平均±SEM)を示す。ラベル(a、b、c)が異なるポイントの値には有意差がある(p<0.001)。 FSHの存在下(A)又は非存在下(B)での卵丘細胞アポトーシスに対する卵母細胞分泌因子の用量応答について示す。卵母細胞切除複合体(OOX)の培養を裸化卵母細胞(DO)の数を増加させながら行った結果、最大用量において、アポトーシスが対照COCのレベルまで効果的に抑制された。各ポイントは、アポトーシス卵丘細胞の平均比率(平均±SEM)を示す。ラベル(a、b、c)が異なるポイントの値には有意差がある(p<0.001)。 OSF源の近接(proximity)に関する卵丘複合体内でのアポトーシスのパターンについて示す。COC及びOOXの直径を共焦点顕微鏡法によって測定し、内層、中間層及び外層の3層に分割した(各層は半径の33%に相当する)(A)。アポトーシス発生率は、卵母細胞に最も近い層([C]においてはCOC内層、これに対して[D]においてはOOX外層)において最も低く、卵母細胞からの距離が増大するに伴って上昇した(B)。*処理×層数(Treatment×Layers)(2要因ANOVA;p=0.026)。 OSF源の近接(proximity)に関する卵丘複合体内でのアポトーシスのパターンについて示す。COC及びOOXの直径を共焦点顕微鏡法によって測定し、内層、中間層及び外層の3層に分割した(各層は半径の33%に相当する)(A)。アポトーシス発生率は、卵母細胞に最も近い層([C]においてはCOC内層、これに対して[D]においてはOOX外層)において最も低く、卵母細胞からの距離が増大するに伴って上昇した(B)。*処理×層数(Treatment×Layers)(2要因ANOVA;p=0.026)。 OSF源の近接(proximity)に関する卵丘複合体内でのアポトーシスのパターンについて示す。COC及びOOXの直径を共焦点顕微鏡法によって測定し、内層、中間層及び外層の3層に分割した(各層は半径の33%に相当する)(A)。アポトーシス発生率は、卵母細胞に最も近い層([C]においてはCOC内層、これに対して[D]においてはOOX外層)において最も低く、卵母細胞からの距離が増大するに伴って上昇した(B)。*処理×層数(Treatment×Layers)(2要因ANOVA;p=0.026)。 OSF源の近接(proximity)に関する卵丘複合体内でのアポトーシスのパターンについて示す。COC及びOOXの直径を共焦点顕微鏡法によって測定し、内層、中間層及び外層の3層に分割した(各層は半径の33%に相当する)(A)。アポトーシス発生率は、卵母細胞に最も近い層([C]においてはCOC内層、これに対して[D]においてはOOX外層)において最も低く、卵母細胞からの距離が増大するに伴って上昇した(B)。*処理×層数(Treatment×Layers)(2要因ANOVA;p=0.026)。 卵丘細胞アポトーシスに対する推定卵母細胞分泌因子、即ち、GDF−9、BMP−6及びBMP−15の用量応答について示す。FSHの非存在下(A、C、E)又は存在下(B、D、F)で、OOXの培養を濃度上昇のGDF−9(0〜175ng/mL)、BMP−6(0〜100ng/mL)又はBMP−15(0〜20%v/v)と共に行った。卵丘細胞アポトーシスはGDF−9によっては影響を受けなかったが、BMP−6によって用量依存的に抑制され、BMP−15ではより顕著であった。各ポイントはアポトーシス卵丘細胞の平均比率を示す(平均±SEM)。ラベル(a、b、c)が異なるポイントの値には有意差がある(A〜B;p<0.001)。*は細胞分泌因子に関し、対照(OOX)に対して有意差があることを示す(p<0.001)(C〜F)。 卵丘細胞アポトーシスに対する推定卵母細胞分泌因子、即ち、GDF−9、BMP−6及びBMP−15の用量応答について示す。FSHの非存在下(A、C、E)又は存在下(B、D、F)で、OOXの培養を濃度上昇のGDF−9(0〜175ng/mL)、BMP−6(0〜100ng/mL)又はBMP−15(0〜20%v/v)と共に行った。卵丘細胞アポトーシスはGDF−9によっては影響を受けなかったが、BMP−6によって用量依存的に抑制され、BMP−15ではより顕著であった。各ポイントはアポトーシス卵丘細胞の平均比率を示す(平均±SEM)。ラベル(a、b、c)が異なるポイントの値には有意差がある(A〜B;p<0.001)。*は細胞分泌因子に関し、対照(OOX)に対して有意差があることを示す(p<0.001)(C〜F)。 卵丘細胞アポトーシスに対する推定卵母細胞分泌因子、即ち、GDF−9、BMP−6及びBMP−15の用量応答について示す。FSHの非存在下(A、C、E)又は存在下(B、D、F)で、OOXの培養を濃度上昇のGDF−9(0〜175ng/mL)、BMP−6(0〜100ng/mL)又はBMP−15(0〜20%v/v)と共に行った。卵丘細胞アポトーシスはGDF−9によっては影響を受けなかったが、BMP−6によって用量依存的に抑制され、BMP−15ではより顕著であった。各ポイントはアポトーシス卵丘細胞の平均比率を示す(平均±SEM)。ラベル(a、b、c)が異なるポイントの値には有意差がある(A〜B;p<0.001)。*は細胞分泌因子に関し、対照(OOX)に対して有意差があることを示す(p<0.001)(C〜F)。 卵丘細胞アポトーシスに対する推定卵母細胞分泌因子、即ち、GDF−9、BMP−6及びBMP−15の用量応答について示す。FSHの非存在下(A、C、E)又は存在下(B、D、F)で、OOXの培養を濃度上昇のGDF−9(0〜175ng/mL)、BMP−6(0〜100ng/mL)又はBMP−15(0〜20%v/v)と共に行った。卵丘細胞アポトーシスはGDF−9によっては影響を受けなかったが、BMP−6によって用量依存的に抑制され、BMP−15ではより顕著であった。各ポイントはアポトーシス卵丘細胞の平均比率を示す(平均±SEM)。ラベル(a、b、c)が異なるポイントの値には有意差がある(A〜B;p<0.001)。*は細胞分泌因子に関し、対照(OOX)に対して有意差があることを示す(p<0.001)(C〜F)。 卵丘細胞アポトーシスに対する推定卵母細胞分泌因子、即ち、GDF−9、BMP−6及びBMP−15の用量応答について示す。FSHの非存在下(A、C、E)又は存在下(B、D、F)で、OOXの培養を濃度上昇のGDF−9(0〜175ng/mL)、BMP−6(0〜100ng/mL)又はBMP−15(0〜20%v/v)と共に行った。卵丘細胞アポトーシスはGDF−9によっては影響を受けなかったが、BMP−6によって用量依存的に抑制され、BMP−15ではより顕著であった。各ポイントはアポトーシス卵丘細胞の平均比率を示す(平均±SEM)。ラベル(a、b、c)が異なるポイントの値には有意差がある(A〜B;p<0.001)。*は細胞分泌因子に関し、対照(OOX)に対して有意差があることを示す(p<0.001)(C〜F)。 卵丘細胞アポトーシスに対する推定卵母細胞分泌因子、即ち、GDF−9、BMP−6及びBMP−15の用量応答について示す。FSHの非存在下(A、C、E)又は存在下(B、D、F)で、OOXの培養を濃度上昇のGDF−9(0〜175ng/mL)、BMP−6(0〜100ng/mL)又はBMP−15(0〜20%v/v)と共に行った。卵丘細胞アポトーシスはGDF−9によっては影響を受けなかったが、BMP−6によって用量依存的に抑制され、BMP−15ではより顕著であった。各ポイントはアポトーシス卵丘細胞の平均比率を示す(平均±SEM)。ラベル(a、b、c)が異なるポイントの値には有意差がある(A〜B;p<0.001)。*は細胞分泌因子に関し、対照(OOX)に対して有意差があることを示す(p<0.001)(C〜F)。 ウェスタンブロット解析によって検討した、Bcl−2及びBax蛋白質のOOX発現に対するDO、GDF−9及びBMP−15の作用について示す。次の処理後、35個のOOXの群を各レーンにロードした。レーン1、10%v/v293H(対照ならし培地);レーン2、対照(OOXのみ);レーン3、132ng/mLのGDF−9;レーン4、10%v/vBMP−15;レーン5、0.7個(DO)/μL。デンシトメトリーによって定量したバンド強度を293H対照に対して示す(3回の反復実験による(平均±SEM))。各群内で上付き文字が異なるバー(a-bBcl−2、y-zBax)については有意差がある(p<0.001)。 DO、BMP−6及びBMP−15によるスタウロスポリン誘導アポトーシスからの卵丘細胞の保護について示す。OOXは単独で培養、或いは35個のDO、10ng/mLのBMP−6又は10%v/vのBMP−15と共培養し、インキュベーションの最後の6時間、0.1μM又は1.0μMのスタウロスポリン(STS)に曝露した。卵母細胞、BMP−6及びBMP−15は全て、スタウロスポリンによって誘導される卵丘細胞アポトーシスを防止した。*は、OOX平均がOOX対照に対して有意差がある(p<0.001)ことを示す。 卵丘細胞アポトーシスに対するBMPのアンタゴニストの作用について示す。フォリスタチンの存在下、その用量を増加させながら(0〜100μg/mL)、10%v/vのBMP−15と共にOOXを培養し(A)、一方、BMP−6中和抗体(NAb)の非存在下又は高中和用量(20μg/mL)のNAbの存在下で10ng/mLのBMP−6と共にOOXを培養した(B)。BMP−15による卵丘細胞アポトーシスの抑制はフォリスタチンによって拮抗された。NAbはBMP−6の抗アポトーシス作用に効果的に拮抗した。各ポイント及び各バーはアポトーシス卵丘細胞の平均比率を示す(平均±SEM)。ラベル(a、b、c)が異なるポイントの値には有意差がある(p<0.001)。 卵丘細胞アポトーシスに対するBMPのアンタゴニストの作用について示す。フォリスタチンの存在下、その用量を増加させながら(0〜100μg/mL)、10%v/vのBMP−15と共にOOXを培養し(A)、一方、BMP−6中和抗体(NAb)の非存在下又は高中和用量(20μg/mL)のNAbの存在下で10ng/mLのBMP−6と共にOOXを培養した(B)。BMP−15による卵丘細胞アポトーシスの抑制はフォリスタチンによって拮抗された。NAbはBMP−6の抗アポトーシス作用に効果的に拮抗した。各ポイント及び各バーはアポトーシス卵丘細胞の平均比率を示す(平均±SEM)。ラベル(a、b、c)が異なるポイントの値には有意差がある(p<0.001)。 卵丘細胞に対する卵母細胞の抗アポトーシス作用におけるBMP−15及びBMP−6の役割について示す。裸化卵母細胞(25個)と共培養したOOXを50μg/mLのフォリスタチン、20μg/mLのBMP−6NAb、又はこれら両方の組合せで処理した(A)。フォリスタチン及びBMP−6NAbは両方とも卵母細胞の抗アポトーシス作用に一部拮抗する上では有効であったが、いずれも単独使用又は併用した場合にアポトーシスをOOXのレベルまで完全に回復させることはなかった。OOXをDOと共培養、或いはBMP−15単独又はBMP−6単独で処理することによって卵丘細胞アポトーシスは抑制された(B)。BMP−6とBMP−15を併用してOOXを処理した場合、アポトーシスレベルがBMP−15単独の場合を超えて更に低下することはなかったが、このことは、これら2種のBMPに相加作用がないことを示唆する。各バーはアポトーシス卵丘細胞の平均比率を示す(平均±SEM)。ラベル(a、b、c)が異なるバーの値には有意差がある(p<0.001)。 卵丘細胞に対する卵母細胞の抗アポトーシス作用におけるBMP−15及びBMP−6の役割について示す。裸化卵母細胞(25個)と共培養したOOXを50μg/mLのフォリスタチン、20μg/mLのBMP−6NAb、又はこれら両方の組合せで処理した(A)。フォリスタチン及びBMP−6NAbは両方とも卵母細胞の抗アポトーシス作用に一部拮抗する上では有効であったが、いずれも単独使用又は併用した場合にアポトーシスをOOXのレベルまで完全に回復させることはなかった。OOXをDOと共培養、或いはBMP−15単独又はBMP−6単独で処理することによって卵丘細胞アポトーシスは抑制された(B)。BMP−6とBMP−15を併用してOOXを処理した場合、アポトーシスレベルがBMP−15単独の場合を超えて更に低下することはなかったが、このことは、これら2種のBMPに相加作用がないことを示唆する。各バーはアポトーシス卵丘細胞の平均比率を示す(平均±SEM)。ラベル(a、b、c)が異なるバーの値には有意差がある(p<0.001)。 卵丘細胞アポトーシスに対するBMP−7及びそのアンタゴニストであるグレムリンの作用について示す。グレムリンの存在下、その用量を増加させながら(0〜40μg/mL)、10%のBMP−15と共にOOXを培養した(A)。また、2μg/mLのグレムリンの存在下又は非存在下でOOXを100ng/mLのBMP−7及び/又は10%のBMP−15と共培養した(B)。グレムリンは卵丘細胞アポトーシスに対するBMP−15の抑制作用に拮抗しなかったが、BMP−7の抑制作用には拮抗した。各バー及び各ポイントはアポトーシス卵丘細胞の平均比率を示す(平均±SEM)。ラベル(a、b、c)が異なるバーの値には有意差がある(p<0.001)。 卵丘細胞アポトーシスに対するBMP−7及びそのアンタゴニストであるグレムリンの作用について示す。グレムリンの存在下、その用量を増加させながら(0〜40μg/mL)、10%のBMP−15と共にOOXを培養した(A)。また、2μg/mLのグレムリンの存在下又は非存在下でOOXを100ng/mLのBMP−7及び/又は10%のBMP−15と共培養した(B)。グレムリンは卵丘細胞アポトーシスに対するBMP−15の抑制作用に拮抗しなかったが、BMP−7の抑制作用には拮抗した。各バー及び各ポイントはアポトーシス卵丘細胞の平均比率を示す(平均±SEM)。ラベル(a、b、c)が異なるバーの値には有意差がある(p<0.001)。 IVM時の裸化卵母細胞の存在下又は非存在下での卵丘卵母細胞複合体の共培養の結果を示す。IVM後に複合体と卵母細胞を6処理群に分割した。裸化卵母細胞(A)、卵丘卵母細胞複合体(B)、裸化卵母細胞と共培養した卵丘卵母細胞複合体(0時間)(C)、卵丘卵母細胞複合体と共培養した裸化卵母細胞(0時間)(D)、卵丘卵母細胞複合体として9時間、その後、IVMの最後の15時間、裸化卵母細胞と共培養(E)、卵丘卵母細胞複合体として9時間、その後、裸化させた後、IVMの最後の15時間、卵丘卵母細胞複合体と共培養(F)。 IVM時の無傷卵丘卵母細胞複合体と裸化卵母細胞との共培養又は無傷卵丘卵母細胞複合体の単独培養が後の卵母細胞発育の分裂率に及ぼす影響について示す。IVM時に卵丘卵母細胞複合体を4処理群に無作為に割り当てた。IVM後、全ての複合体及び卵母細胞を受精させ、2日目に分裂率について評価した。各バーは分裂率の平均比率を示す(平均±SEM)。ラベル(a、b、c)が異なるバーの値には有意差がある(p<0.001)。 IVM時の無傷COCとDOとの共培養が後の胚の発育能力に及ぼす影響について示す。インビトロ成熟(IVM)時に卵丘卵母細胞複合体を4処理群に無作為に割り当てた。IVM後、全ての複合体及び卵母細胞を受精させ、8日目に形成胚盤胞の質について評価した。各バーは分裂率の平均比率を示す(平均±SEM)。ラベル(a〜e)が異なるバーの値には有意差がある(p<0.001)。 GDF−9及び卵母細胞によって誘導される卵丘膨張に対するALK4/5/7阻害剤の作用について示す。 GDF−9、TGF−β1又は卵母細胞によって誘導されるDNA合成に対するALK4/5/7阻害剤の作用について示す(パネルA)と共に、GDF−9及び卵母細胞によって誘導されるDNA合成に対する様々な濃度の該阻害剤の作用について示す(パネルB)。 GDF−9、TGF−β1又は卵母細胞によって誘導されるDNA合成に対するALK4/5/7阻害剤の作用について示す(パネルA)と共に、GDF−9及び卵母細胞によって誘導されるDNA合成に対する様々な濃度の該阻害剤の作用について示す(パネルB)。 TGF−β1によって刺激されるCAGAルシフェラーゼ活性に対する様々な濃度のALK4/5/7阻害剤の作用について示す。 TGF−β1によって刺激されるCAGAルシフェラーゼ活性に対する様々な濃度のALK4/5/7阻害剤の作用について示す。 異なるサイズの卵胞由来の卵母細胞によるGDF9mRNAの発現について示す。卵胞を手作業で切除し、洞周囲(periantral)卵胞、小型胞状卵胞及び大型胞状卵胞の3種類のサイズに分類した。卵丘卵母細胞複合体(COC)を各サイズの卵胞から採取し、その卵丘細胞(CC)を剥離した。Qiagen Micro Rneasyキットを用いて卵母細胞RNAを抽出した。ランダムヘキサマーを用いてRNAを逆転写し、PCRによって増幅した。−veRT:逆転写酵素なし、−vePCR:DNAポリメラーゼなし、+ve:陽性組織サンプル(卵巣)。 異なるサイズの卵胞由来の卵母細胞によるGDF9mRNAの発現について示す。卵胞を手作業で切除し、洞周囲(periantral)卵胞、小型胞状卵胞及び大型胞状卵胞の3種類のサイズに分類した。卵丘卵母細胞複合体(COC)を各サイズの卵胞から採取し、その卵丘細胞(CC)を剥離した。Qiagen Micro Rneasyキットを用いて卵母細胞RNAを抽出した。ランダムヘキサマーを用いてRNAを逆転写し、PCRによって増幅した。−veRT:逆転写酵素なし、−vePCR:DNAポリメラーゼなし、+ve:陽性組織サンプル(卵巣)。 異なるサイズの卵胞由来の顆粒膜細胞(GC)による受容体/シグナル伝達mRNAの発現について示す。各サイズの卵胞から1×105個のGCを採取し、全RNAを抽出した。ランダムヘキサマーを用いてGCRNAを逆転写し、PCRによって増幅した。−veRT:逆転写酵素なし、−vePCR:DNAポリメラーゼなし、+ve:陽性組織サンプル(卵巣)。 異なるサイズの卵胞由来の顆粒膜細胞(GC)による受容体/シグナル伝達mRNAの発現について示す。各サイズの卵胞から1×105個のGCを採取し、全RNAを抽出した。ランダムヘキサマーを用いてGCRNAを逆転写し、PCRによって増幅した。−veRT:逆転写酵素なし、−vePCR:DNAポリメラーゼなし、+ve:陽性組織サンプル(卵巣)。 異なるサイズの卵胞由来の顆粒膜細胞(GC)による受容体/シグナル伝達mRNAの発現について示す。各サイズの卵胞から1×105個のGCを採取し、全RNAを抽出した。ランダムヘキサマーを用いてGCRNAを逆転写し、PCRによって増幅した。−veRT:逆転写酵素なし、−vePCR:DNAポリメラーゼなし、+ve:陽性組織サンプル(卵巣)。 異なるサイズの卵胞由来の顆粒膜細胞(GC)による受容体/シグナル伝達mRNAの発現について示す。各サイズの卵胞から1×105個のGCを採取し、全RNAを抽出した。ランダムヘキサマーを用いてGCRNAを逆転写し、PCRによって増幅した。−veRT:逆転写酵素なし、−vePCR:DNAポリメラーゼなし、+ve:陽性組織サンプル(卵巣)。 GDF9及び卵母細胞によるTGF−βシグナル伝達経路の活性化について示す。大型卵胞由来のMGCにSmad3応答性CAGA−ルシフェラーゼレポーター構築物(A)又はSmad1応答性BRE−ルシフェラーゼレポーター構築物(B)を一過的に形質移入した。次に、細胞を未処理のままにするか、0.5ng/mLのTGFβ1、88〜265ng/mLのGDF9又は50ng/mLのBMP7で処理するか、或いは60個のマウス卵母細胞と共培養した。細胞を48時間培養した後、ルシフェラーゼ活性を細胞抽出物において測定した。各バーは、3回の反復実験によって得た平均+/−SEMを対照に対する倍率変化(fold change)で示したものである。 GDF9及び卵母細胞によるTGF−βシグナル伝達経路の活性化について示す。大型卵胞由来のMGCにSmad3応答性CAGA−ルシフェラーゼレポーター構築物(A)又はSmad1応答性BRE−ルシフェラーゼレポーター構築物(B)を一過的に形質移入した。次に、細胞を未処理のままにするか、0.5ng/mLのTGFβ1、88〜265ng/mLのGDF9又は50ng/mLのBMP7で処理するか、或いは60個のマウス卵母細胞と共培養した。細胞を48時間培養した後、ルシフェラーゼ活性を細胞抽出物において測定した。各バーは、3回の反復実験によって得た平均+/−SEMを対照に対する倍率変化(fold change)で示したものである。 GDF9によって刺激される壁側顆粒膜細胞DNA合成のALK4/5/7キナーゼ阻害剤SB431542による阻害について示す。大型胞状卵胞由来の壁側GCを24時間培養し、チミジン取り込みを175ng/mLのGDF9で刺激した。ALK4/5/7キナーゼ阻害剤SB−431542は、GDF9によって刺激されるチミジン取り込みを用量依存的に阻害した。各バー/ポイントは、3回の反復実験によって得た平均+/−SEMを対照に対する倍率変化で示したものである。 壁側顆粒膜細胞DNA合成に対するGDF9及び卵胞サイズの影響について示す。175ng/mLのGDF9の存在下で洞周囲卵胞、小型胞状卵胞及び大型胞状卵胞由来の壁側GCを24時間培養した。培養期間の最後に3H−チミジン取り込みを評価した。各バーは8回の反復実験から得た平均cpm/12,500個(細胞)+/−SEMを示す。本研究に用いた動物は7匹のみではなかったか?? 壁側顆粒膜細胞DNA合成に対するGDF9及び卵胞サイズの影響について示す。小型及び大型胞状卵胞由来の壁側GCをGDF9で用量を増加させながら(0〜350ng/mL)24時間処理した。培養期間の最後に3H−チミジン取り込みを測定した。各ポイントは7回の反復実験から得た平均cpm/12,500個(細胞)+/−SEMを示す。 壁側顆粒膜細胞DNA合成に対するGDF9のFSH及び/又はIGF−1との併用の影響を示す。小型胞状卵胞(A)又は大型胞状卵胞(B)由来の壁側GCをGDF9(175ng/mL)、rhFSH(50mIU/mL)及びIGF−1(25ng/mL)の組合せと共に24時間培養した。各バーは7回の反復実験から得た平均cpm/12,500個(細胞)+/−SEMを示す。 壁側顆粒膜細胞DNA合成に対するGDF9のFSH及び/又はIGF−1との併用の影響を示す。小型胞状卵胞(A)又は大型胞状卵胞(B)由来の壁側GCをGDF9(175ng/mL)、rhFSH(50mIU/mL)及びIGF−1(25ng/mL)の組合せと共に24時間培養した。各バーは7回の反復実験から得た平均cpm/12,500個(細胞)+/−SEMを示す。 壁側顆粒膜細胞DNA合成に対するGDF9+/−BMP15の影響を示す。小型胞状卵胞(A)又は大型胞状卵胞(B)由来の壁側GCをGDF9(175ng/mL)又はBMP15(10%)の一方のみ、或いは両方の組合せと共に培養した。各バーは3回の反復実験の平均+/−SEを示す。 壁側顆粒膜細胞DNA合成に対するGDF9+/−BMP15の影響を示す。小型胞状卵胞(A)又は大型胞状卵胞(B)由来の壁側GCをGDF9(175ng/mL)又はBMP15(10%)の一方のみ、或いは両方の組合せと共に培養した。各バーは3回の反復実験の平均+/−SEを示す。 IVM時にCOCを卵母細胞分泌因子(OSF)に曝露する実験計画についての概略図を示す。IVM時に、COCを単独で培養、或いは裸化卵母細胞(濃度:0.5個(DO)/μL)と共培養(COC+DOs)した。次に、卵母細胞を受精させ、胚発育によって卵母細胞発育能力を評価した。 IVM時にGDF9のアンタゴニストであるSB−431542の存在下又は非存在下で無傷COCをGDF9で処理することによる、後の分裂(A)及び発育能力(B)への影響について示す。IVM後、全ての複合体を受精させ、2日目に分裂率について評価し、8日目に形成胚盤胞について評価した。293Hは非形質移入293H細胞由来の対照ならし培地である。各バーは比率(平均±SEM)を示し、グラフ内のラベル(a〜d)が異なるバー又はグループ化されたバーには有意差がある(p<0.05)。分裂率はSB−431542には影響を受けなかったが、293Hには影響を受けた。 IVM時にGDF9のアンタゴニストであるSB−431542の存在下又は非存在下で無傷COCをGDF9で処理することによる、後の分裂(A)及び発育能力(B)への影響について示す。IVM後、全ての複合体を受精させ、2日目に分裂率について評価し、8日目に形成胚盤胞について評価した。293Hは非形質移入293H細胞由来の対照ならし培地である。各バーは比率(平均±SEM)を示し、グラフ内のラベル(a〜d)が異なるバー又はグループ化されたバーには有意差がある(p<0.05)。分裂率はSB−431542には影響を受けなかったが、293Hには影響を受けた。 IVM時にフォリスタチンの存在下又は非存在下で無傷COCをBMP15で処理することによる、後の分裂(A)及び発育能力(B)への影響について示す。IVM後、全ての複合体を受精させ、2日目に分裂率について評価し、8日目に形成胚盤胞について評価した。293Hは非形質移入293H細胞由来の対照ならし培地である。各バーは比率(平均±SEM)を示し、グラフ内のラベル(a〜d)が異なるバー又はグループ化されたバーには有意差がある(p<0.05)。分裂率はフォリスタチン及び293Hによって悪影響を受けた。 IVM時にフォリスタチンの存在下又は非存在下で無傷COCをBMP15で処理することによる、後の分裂(A)及び発育能力(B)への影響について示す。IVM後、全ての複合体を受精させ、2日目に分裂率について評価し、8日目に形成胚盤胞について評価した。293Hは非形質移入293H細胞由来の対照ならし培地である。各バーは比率(平均±SEM)を示し、グラフ内のラベル(a〜d)が異なるバー又はグループ化されたバーには有意差がある(p<0.05)。分裂率はフォリスタチン及び293Hによって悪影響を受けた。 本研究から得られる仮説モデルの概略図を示す。卵成熟時にCOCを卵母細胞分泌因子(OSF)に曝露すると、該因子がネイティブな形態、即ち、卵母細胞によって分泌される特徴付けされていない成長因子混合物であっても、外因性組換えBMP15やGDF9であっても、後の卵母細胞発育能力は実質的に改善する(約40%〜約60%)。OSFは多くの卵丘細胞機能を制御することが知られており、このモデルでは、卵母細胞に戻り(太い矢印)、後の発育を改善する正の制御因子がOSFに含まれ得ることが提案される。

Claims (66)

  1. 顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する方法であって、該方法は次の各段階、
    (i)顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節する段階、
    (ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
    (iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
    の内の一以上を含む方法。
  2. 顆粒膜細胞のアポトーシスは、濃度及び/又は活性が高められたBMP−15及び/又はBMP−6に顆粒膜細胞を曝露することにより阻害される、請求項1に記載の方法。
  3. 顆粒膜細胞のアポトーシスは、BMP−15及び/又はBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤に顆粒膜細胞を曝露することにより阻害される、請求項1又は2に記載の方法。
  4. 前記剤は、ALK6及び/又はBMPRII受容体シグナル伝達経路の活性を上昇させる、請求項3に記載の方法。
  5. アポトーシスの阻害は卵成熟及び/又は発育能力を促進する、請求項2〜4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 顆粒膜細胞はインビトロにおける卵丘卵母細胞複合体内の顆粒膜細胞である、請求項5に記載の方法。
  7. 顆粒膜細胞はインビボにおける顆粒膜細胞である、請求項2〜5のいずれか一項に記載の方法。
  8. アポトーシスの阻害は雌性被験体の受胎能を促進する、請求項7に記載の方法。
  9. 顆粒膜細胞のアポトーシスは、顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を低下させる剤に顆粒膜細胞を曝露することにより促進される、請求項1に記載の方法。
  10. 顆粒膜細胞のアポトーシスは、BMP−15及び/又はBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を低下させる剤に顆粒膜細胞を曝露することにより促進される、請求項1又は9に記載の方法。
  11. 前記剤は、ALK6及び/又はBMPR11受容体シグナル伝達経路の活性を低下させる、請求項10に記載の方法。
  12. 顆粒膜細胞はインビボにおける顆粒膜細胞である、請求項9〜11のいずれか一項に記載の方法。
  13. アポトーシスの阻害は雌性被験体の受胎能を低下させる、請求項12に記載の方法。
  14. 雌性被験体の卵成熟及び/又は卵胞成熟に関連する疾病又は症状を予防及び/又は治療する方法であって、該方法は次の各段階、
    (i)顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
    (ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
    (iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
    の内の一以上を含む方法。
  15. 卵母細胞の成熟を調節する方法であって、該方法は次の各段階、
    (i)顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節することにより卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
    (ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
    (iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
    の内の一以上を含む方法。
  16. 卵母細胞の発育能力を調節する方法であって、該方法は次の各段階、
    (i)顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節することにより卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
    (ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
    (iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
    の内の一以上を含む方法。
  17. 卵母細胞から作製された胚の発育能力を調節する方法であって、該方法は、次の各段階、
    (i)顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節することにより卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
    (ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
    (iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵母細胞に関連する顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
    の内の一以上を含む方法。
  18. 卵胞の成熟を調節する方法であって、該方法は次の各段階、
    (i)顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節することにより卵胞内での顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
    (ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵胞内での顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
    (iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵胞内での顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
    の内の一以上を含む方法。
  19. 卵胞の閉鎖を調節する方法であって、該方法は次の各段階、
    (i)顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節することにより卵胞内での顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
    (ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵胞内での顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
    (iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵胞内での顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
    の内の一以上を含む方法。
  20. 卵胞の発育を調節する方法であって、該方法は次の各段階、
    (i)顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節することにより卵胞内での顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
    (ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵胞内での顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
    (iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより卵胞内での顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
    の内の一以上を含む方法。
  21. 雌性被験体の排卵率を調節する方法であって、該方法は次の各段階、
    (i)顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
    (ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
    (iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
    の内の一以上を含む方法。
  22. 雌性被験体の受胎能を調節する方法であって、該方法は次の各段階、
    (i)顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
    (ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
    (iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する段階、
    の内の一以上を含む方法。
  23. 凍結融解に起因する顆粒膜細胞のアポトーシスを低減する方法であって、該方法は次の各段階、
    (i)顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節する段階、
    (ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
    (iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
    の内の一以上を含む方法。
  24. 凍結融解に起因する卵丘卵母細胞複合体、卵胞、卵巣組織又は卵巣の損傷を低減する方法であって、該方法は、卵丘卵母細胞複合体、卵胞、卵巣組織又は卵巣を
    (i)BMP−15及び/又はBMP−6の有効量、
    (ii)卵丘卵母細胞複合体、卵胞、卵巣組織又は卵巣における顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節する剤の有効量、
    (iii)卵丘卵母細胞複合体、卵胞、卵巣組織又は卵巣における顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節する剤の有効量、
    の内の一以上に曝露することを含む方法。
  25. 顆粒膜細胞のアポトーシスを低減するために使用される組成物であって、該組成物は、
    (i)BMP−15及び/又はBMP−6の有効量、
    (ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節する剤の有効量、
    (iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節する剤の有効量、
    の内の一以上を含有する組成物。
  26. 卵丘卵母細胞複合体培養培地であって、該培地は、
    (i)BMP−15及び/又はBMP−6の有効量、
    (ii)卵丘卵母細胞複合体内又は卵胞内の顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤の有効量、
    (iii)卵丘卵母細胞複合体内又は卵胞内の顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤の有効量、
    の内の一以上を含有する培地。
  27. 卵母細胞インビトロ成熟培地であって、該培地は、
    (i)BMP−15及び/又はBMP−6の有効量、
    (ii)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤の有効量、
    (iii)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤の有効量、
    の内の一以上を含有する培地。
  28. 卵母細胞及び/又は卵胞の培養培地であって、該培地は、
    (i)BMP−15及び/又はBMP−6の有効量、
    (ii)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤の有効量、
    (iii)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤の有効量、
    の内の一以上を含有する培地。
  29. 培地は卵母細胞の発育能力を改善するために使用される、請求項28に記載の培地。
  30. 培地は、血清、アルブミン、卵胞液、フェチュイン、卵胞刺激ホルモン(FSH)及び抗アポトーシス成長因子を実質的に含有していない、請求項26〜29のいずれか一項に記載の培地。
  31. 培地は、40mM〜400mM NaCl、0.1mM〜20mM KCl及び0.1mM〜40mMグルコースの内の一以上を更に含有する、請求項26〜30のいずれか一項に記載の培地。
  32. 雌性被験体の排卵率を調節するために使用される組成物であって、該組成物は、
    (i)被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有するBMP−15及び/又はBMP−6の或る特定量、
    (ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、
    (iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、
    の内の一以上を含有する組成物。
  33. 雌性被験体の卵巣周期又は月経周期の各周期において成熟する卵胞の数を調節するために使用される組成物であって、該組成物は、
    (i)被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有するBMP−15及び/又はBMP−6の或る特定量、
    (ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、
    (iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、
    の内の一以上を含有する組成物。
  34. 雌性被験体の受胎能を調節するために使用される組成物であって、該組成物は、
    (i)被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有するBMP−15及び/又はBMP−6の或る特定量、
    (ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、
    (iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより被験体における顆粒膜細胞のアポトーシスを調節する作用を有する剤の或る特定量、
    の内の一以上を含有する組成物。
  35. (i)BMP−15及び/又はBMP−6、
    (ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、
    (iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、
    の内の一以上を含有する組成物又は培地であって、
    更に、40mM〜400mM NaCl、0.1mM〜20mM KCl、及び0.1mM〜40mMグルコースを含有する組成物又は培地。
  36. 凍結融解に起因する顆粒膜細胞アポトーシスを低減するために使用される組成物であって、該組成物は、
    (i)活性BMP−15及び/又は活性BMP−6、
    (ii)顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
    (iii)顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
    の内の一以上を含有する組成物。
  37. 凍結に起因する卵丘卵母細胞複合体、卵胞、卵巣組織又は卵巣の損傷を低減するために使用される組成物であって、該組成物は、
    (i)有効量の活性BMP−15及び/又は活性BMP−6、
    (ii)卵丘卵母細胞複合体、卵胞、卵巣組織又は卵巣の顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤の有効量、
    (iii)卵丘卵母細胞複合体、卵胞、卵巣組織又は卵巣の顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤の有効量、
    の内の一以上を含有する組成物。
  38. 卵母細胞を用いた補助生殖方法であって、該方法は、次の各成分、
    (i)BMP−15及び/又はBMP−6、
    (ii)卵母細胞に関連する一以上の顆粒膜細胞のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより前記一以上の顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、
    (iii)卵母細胞に関連する一以上の顆粒膜細胞のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより前記一以上の顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、
    の内の一以上を含有する培地において卵母細胞を培養する段階を含む方法。
  39. 卵母細胞のインビトロ受精方法であって、該方法は、次の各成分、
    (i)BMP−15及び/又はBMP−6、
    (ii)卵母細胞に関連する一以上の顆粒膜細胞のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより前記一以上の顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、
    (iii)卵母細胞に関連する一以上の顆粒膜細胞のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより前記一以上の顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、
    の内の一以上を含有する培地において卵母細胞を培養する段階を含む方法。
  40. 卵母細胞から作製された胚を用いた補助生殖方法であって、該方法は、次の各成分、
    (i)BMP−15及び/又はBMP−6、
    (ii)卵母細胞に関連する一以上の顆粒膜細胞のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより前記一以上の顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、
    (iii)卵母細胞に関連する一以上の顆粒膜細胞のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節することにより前記一以上の顆粒膜細胞のアポトーシスを阻害する剤、
    の内の一以上を含有する培地において卵母細胞及び/又は胚を培養する段階を含む方法。
  41. 卵母細胞の発育能力を評価する方法であって、該方法は、
    (i)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞内のアポトーシスの程度を決定する段階と、
    (ii)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞内で見られるアポトーシスの程度により卵母細胞の発育能力を評価する段階とを含む方法。
  42. 卵母細胞の発育能力を評価する方法であって、該方法は、
    (i)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞内のアポトーシスの程度を決定する段階と、
    (ii)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞内で見られるアポトーシスの程度により卵母細胞の発育能力を評価する段階とを含み、
    アポトーシスのレベルの低下は、高い発育能力を有する卵母細胞であることを示し、アポトーシスのレベルの上昇は、低い発育能力を有する卵母細胞であることを示す方法。
  43. 卵母細胞の発育能力を評価する方法であって、該方法は、
    (i)卵母細胞に関連する顆粒膜細胞が曝露されるBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性、卵母細胞に関連する顆粒膜細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性レベル、卵母細胞に関連する顆粒膜細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性レベル、の内の一以上を決定する段階と、
    (ii)上の決定の結果を用いて卵母細胞の発育能力を評価する段階とを含み、
    BMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性の上昇、及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性の上昇は、高い発育能力を有する卵母細胞であることを示し、BMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性の低下、及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性の低下は、低い発育能力を有する卵母細胞であることを示す方法。
  44. 卵母細胞の発育能力を評価する方法であって、該方法は、
    (i)卵母細胞内のBMP−15及び/又はBMP−6の発現レベルを決定する、及び/又は卵母細胞が分泌するBMP−15及び/又はBMP−6の濃度を決定する段階と、
    (ii)卵母細胞の発育能力を評価する段階とを含み、
    BMP−15及び/又はBMP−6の発現及び/又は濃度の上昇は、高い発育能力を有する卵母細胞であることを示し、BMP−15及び/又はBMP−6の発現及び/又は濃度の低下は、低い発育能力を有する卵母細胞であることを示す方法。
  45. 卵母細胞の発育能力を調節する方法であって、該方法は、次の各段階、
    (i)卵母細胞及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露される卵母細胞分泌因子の濃度及び/又は活性を調節する段階、
    (ii)卵母細胞及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節する段階、
    (iii)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
    (iv)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
    (v)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
    の内の一以上を含む方法。
  46. 卵母細胞を用いた補助生殖方法であって、該方法は、次の各段階、
    (i)卵母細胞又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露される卵母細胞分泌因子の濃度及び/又は活性を調節する段階、
    (ii)卵母細胞及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節する段階、
    (iii)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
    (iv)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
    (v)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
    の内の一以上を含む方法。
  47. 卵母細胞のインビトロ受精方法であって、該方法は、次の各段階、
    (i)卵母細胞又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露される卵母細胞分泌因子の濃度及び/又は活性を調節する段階、
    (ii)卵母細胞及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節する段階、
    (iii)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
    (iv)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
    (v)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
    の内の一以上を含む方法。
  48. 卵母細胞から作製された胚を用いた補助生殖方法であって、該方法は、次の各段階、
    (i)卵母細胞又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露される卵母細胞分泌因子の濃度及び/又は活性を調節する段階、
    (ii)卵母細胞及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節する段階、
    (iii)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
    (iv)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
    (v)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
    の内の一以上を含む方法。
  49. 卵母細胞の成熟を調節する及び/又は卵母細胞の質を調節する方法であって、該方法は、次の各段階、
    (i)卵母細胞及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露される卵母細胞分泌因子の濃度及び/又は活性を調節する段階、
    (ii)卵母細胞及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節する段階、
    (iii)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
    (iv)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
    (v)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
    の内の一以上を含む方法。
  50. 卵母細胞の発育能力を改善するために使用される組成物であって、該組成物は、
    (i)一以上の付加的な裸化卵母細胞、
    (ii)一以上の卵母細胞分泌因子、
    (iii)GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6、又はそれらのバリアント若しくはアナログ、
    (iv)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
    (v)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
    (vi)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
    の内の一以上を含有する組成物。
  51. 卵母細胞培養培地であって、該培地は、
    (i)一以上の付加的な裸化卵母細胞、
    (ii)一以上の卵母細胞分泌因子、
    (iii)GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6、又はそれらのバリアント若しくはアナログ、
    (iv)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
    (v)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
    (vi)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
    の内の一以上を含有する培地。
  52. 培地は、インビトロにおける卵母細胞の成熟のために卵母細胞の発育能力を改善するため、及び/又は卵母細胞の質を改善するために使用される、請求項51に記載の培地。
  53. 卵母細胞を用いた補助生殖方法であって、該方法は、
    (i)一以上の裸化卵母細胞、
    (ii)一以上の卵母細胞分泌因子、
    (iii)GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6、又はそれらのバリアント若しくはアナログ、
    (iv)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
    (v)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
    (vi)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
    の内の一以上を含有する培地において卵母細胞を培養する段階を含む方法。
  54. 卵母細胞のインビトロ受精方法であって、該方法は、
    (i)一以上の裸化卵母細胞、
    (ii)一以上の卵母細胞分泌因子、
    (iii)GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6、又はそれらのバリアント若しくはアナログ、
    (iv)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
    (v)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
    (vi)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
    の内の一以上を含有する培地において卵母細胞を培養する段階を含む方法。
  55. 卵母細胞から作製された胚の発育又は発育能力を改善する方法であって、該方法は、次の各段階、
    (i)卵母細胞及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露される卵母細胞分泌因子の濃度及び/又は活性を調節する段階、
    (ii)卵母細胞及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節する段階、
    (iii)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
    (iv)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
    (vi)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
    の内の一以上を含む方法。
  56. 胚の発育又は発育能力を改善する方法であって、該方法は、次の各段階、
    (i)胚が曝露される卵母細胞分泌因子の濃度及び/又は活性を調節する段階、
    (ii)胚が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節する段階、
    (iii)胚内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
    (iv)胚内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
    (v)胚内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
    の内の一以上を含む方法。
  57. 胚を用いた補助生殖方法であって、該方法は、
    (i)一以上の裸化卵母細胞、
    (ii)一以上の卵母細胞分泌因子、
    (iii)GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6、又はそれらのバリアント若しくはアナログ、
    (iv)胚内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
    (v)胚内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
    (vi)胚内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
    の内の一以上を含有する培地において胚を培養する段階を含む方法。
  58. 胚が胚盤胞ステージに進行する可能性を高める方法であって、該方法は、次の各段階、
    (i)胚が曝露される卵母細胞分泌因子の濃度及び/又は活性を調節する段階、
    (ii)胚が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を調節する段階、
    (iii)胚内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
    (iv)胚内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
    (v)胚内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を調節する段階、
    の内の一以上を含む方法。
  59. 卵母細胞の発育能力を評価する方法であって、該方法は、
    (i)卵母細胞及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性を決定する段階、及び/又は
    (ii)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を決定する段階、及び/又は
    (iii)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を決定する段階、及び/又は
    (iv)卵母細胞内及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を決定する段階、及び
    (v)卵母細胞及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性、及び/又は卵母細胞内又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性によって卵母細胞の発育能力を評価する段階を含み、
    卵母細胞及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性の上昇、及び/又は卵母細胞内又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性の上昇は、高い発育能力を有する卵母細胞であることを示し、卵母細胞及び/又は卵母細胞に関連する卵丘細胞が曝露されるGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度及び/又は活性の低下、及び/又は卵母細胞内又は卵母細胞に関連する卵丘細胞内のGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性の低下は、低い発育能力を有する卵母細胞であることを示す方法。
  60. 卵母細胞の発育能力を評価するための方法であって、該方法は、
    (i)卵母細胞内のGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の発現レベルを決定する、及び/又は卵母細胞が分泌したGDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の濃度を決定する段階と、
    (ii)卵母細胞の発育能力を評価する段階とを含み、
    GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の発現及び/又は濃度の上昇は、高い発育能力を有する卵母細胞であることを示し、GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6の発現及び/又は濃度の低下は、低い発育能力を有する卵母細胞であることを示す方法。
  61. 胚の発育及び/又は発育能力を改善するために使用される組成物であって、該組成物は、
    (i)一以上の付加的な裸化卵母細胞、
    (ii)一以上の卵母細胞分泌因子、
    (iii)GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6、又はそれらのバリアント若しくはアナログ、
    (iv)胚内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
    (v)胚内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
    (vi)胚内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
    の内の一以上を含有する組成物。
  62. 胚培養培地であって、該培地は、
    (i)一以上の付加的な裸化卵母細胞、
    (ii)一以上の卵母細胞分泌因子、
    (iii)GDF−9及び/又はBMP−15及び/又はBMP−6、又はそれらのバリアント若しくはアナログ、
    (iv)胚内のGDF−9依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
    (v)胚内のBMP−15依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
    (vi)胚内のBMP−6依存性シグナル伝達経路の活性を上昇させる剤、
    の内の一以上を含有する培地。
  63. 培地は、胚の発育能力を改善するため、又は胚が胚盤胞ステージに進行する可能性を高めるために使用される、請求項62に記載の培地。
  64. 卵丘卵母細胞複合体の発現を調節する方法であって、該方法は、次の各段階、
    (i)卵丘卵母細胞複合体が曝露されるTGF−β1、GDF−9、BMP−15及びアクチビンの内の一以上の濃度及び/又は活性を調節する段階、
    (ii)卵丘卵母細胞複合体内のALK4、ALK5及びALK7受容体の内の一以上により仲介されるシグナル伝達経路の活性を調節する段階、
    の内の一以上を含む方法。
  65. 雌性被験体の排卵を調節する方法であって、該方法は、
    (i)雌性被験体において卵丘卵母細胞複合体が曝露されるTGF−β1、GDF−9、BMP−15及びアクチビンの内の一以上の濃度及び/又は活性を調節する剤、
    (ii)雌性被験体において卵丘卵母細胞複合体内のALK4、ALK5及びALK7受容体の内の一以上により仲介されるシグナル伝達経路の活性を調節する剤、
    の内の一以上を雌性被験体に投与する段階を含む方法。
  66. 雌性被験体の受胎能を調節する方法であって、該方法は、
    (i)雌性被験体において卵丘卵母細胞複合体が曝露されるTGF−β1、GDF−9、BMP−15及びアクチビンの内の一以上の濃度及び/又は活性を調節する剤、
    (ii)雌性被験体において卵丘卵母細胞複合体内のALK4、ALK5及びALK7受容体の内の一以上により仲介されるシグナル伝達経路の活性を調節する剤、
    の内の一以上を雌性被験体に投与する段階を含む方法。
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