JP7142842B2 - 哺乳動物精子の分離方法、人工授精方法及び体外受精方法 - Google Patents

哺乳動物精子の分離方法、人工授精方法及び体外受精方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7142842B2
JP7142842B2 JP2018120260A JP2018120260A JP7142842B2 JP 7142842 B2 JP7142842 B2 JP 7142842B2 JP 2018120260 A JP2018120260 A JP 2018120260A JP 2018120260 A JP2018120260 A JP 2018120260A JP 7142842 B2 JP7142842 B2 JP 7142842B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sperm
chromosome
medium
spermatozoa
bearing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018120260A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019010094A (ja
Inventor
昌之 島田
崇 梅原
雅昭 後藤
萌果 久々宮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hiroshima University NUC
Oita Prefectural Government
Original Assignee
Hiroshima University NUC
Oita Prefectural Government
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hiroshima University NUC, Oita Prefectural Government filed Critical Hiroshima University NUC
Priority to US16/627,660 priority Critical patent/US20200129280A1/en
Priority to CN201880042257.XA priority patent/CN110785483B/zh
Priority to EP18824434.7A priority patent/EP3647409A4/en
Priority to PCT/JP2018/024206 priority patent/WO2019004217A1/ja
Publication of JP2019010094A publication Critical patent/JP2019010094A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7142842B2 publication Critical patent/JP7142842B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61DVETERINARY INSTRUMENTS, IMPLEMENTS, TOOLS, OR METHODS
    • A61D19/00Instruments or methods for reproduction or fertilisation
    • A61D19/02Instruments or methods for reproduction or fertilisation for artificial insemination
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/06Animal cells or tissues; Human cells or tissues
    • C12N5/0602Vertebrate cells
    • C12N5/0608Germ cells
    • C12N5/061Sperm cells, spermatogonia
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/40Concentrating samples
    • G01N1/4077Concentrating samples by other techniques involving separation of suspended solids
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K35/00Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
    • A61K35/12Materials from mammals; Compositions comprising non-specified tissues or cells; Compositions comprising non-embryonic stem cells; Genetically modified cells
    • A61K35/48Reproductive organs
    • A61K35/52Sperm; Prostate; Seminal fluid; Leydig cells of testes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2501/00Active agents used in cell culture processes, e.g. differentation
    • C12N2501/999Small molecules not provided for elsewhere

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Reproductive Health (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Developmental Biology & Embryology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Description

本発明は、哺乳動物精子の分離方法、人工授精方法及び体外受精方法に関する。
家畜における雌雄産み分け技術は、家畜の効率的な生産に大きく寄与する。たとえば、乳牛の場合、雌を計画的に産み分けさせることで後継乳牛を獲ることができる。一方、牛乳生産のためには常に乳牛を妊娠させておく必要がある。後継乳牛が獲られた後では、子牛価格の高い黒毛和牛の受精卵を乳牛に移植し、黒毛和牛を生誕させると酪農家の経営が大きく改善される。そして、黒毛和牛の子牛価格は、雌雄で大きな価格差があり、雄子牛価格は雌子牛価格よりも高額である。したがって、乳牛において、後継乳牛(雌産子)を生誕させる技術だけでなく、後継乳牛が獲られた後の体外受精や人工授精において、黒毛和牛の受精卵を得て雄子牛を生誕させる技術が求められている。
また、養豚においては、去勢雄は成長が早いため、雌に比べ、出荷体重に到達するまでの肥育日数が短い。このため、肉豚生産において雄産子をより多く生誕させることは、養豚業の経営改善のみならず、餌あたりの豚肉生産量の増加になるので、世界における食料生産を高めることにもつながる。一方で、去勢を行うことに対して、批難もあることから、雌産子を選択的に生誕させたい要望もある。
このように、家畜をはじめとする哺乳動物において、雌雄産み分け技術の要求は高い。これまでの雌雄産み分け技術として、特許文献1~3などの手法が知られている。また、これらのほか、X染色体とY染色体の大きさの差異に着眼した手法が知られている。この手法では、セルソーターを用い、DNAを染色する蛍光色素を取り込ませた精子を蛍光量に基づいて仕分けることにより、90%以上の割合でX染色体を有する精子を分離する技術が確立されており、乳牛生産に利用されている。
特開2008-022760号公報 特開平7-163269号公報 特開平6-181666号公報
しかし、セルソーターを用いた手法では、大量の精子処理に時間がかかるという課題を有する。また、精子が蛍光染色されること、更に、精子に特殊波長の光が暴露されることから、分離した精子の運動性が低下してしまい、授精率にも難がある。
本発明は上記事項に鑑みてなされたものであり、その目的は大量の精子でも短い時間で分離し得るとともに、分離した精子の運動性の低下を抑制し得る哺乳動物精子の分離方法、人工授精方法及び体外受精方法を提供することにある。
本発明の第1の観点に係る哺乳動物精子の分離方法は、
TLR7リガンドとしてレシキモドを0.03~0.3μM、又は、イミキモドを0.03~30μM含有する培地にて精子を培養し、
前記培地の上層に浮遊する精子と下層に沈降する精子とに分離する、
ことを特徴とする。
過重力を負荷して分離することが好ましい。
遠心力により過重力を負荷することが好ましい。
0×gより大きく100×gより小さい遠心力を負荷することが好ましい。
前記培地の上層30%を分取してY染色体保有精子に富む精子群を得ることが好ましい。
前記培地の下層30%を分取してX染色体保有精子に富む精子群を得ることが好ましい。
本発明の第2の観点に係る人工授精方法は、
本発明の第1の観点に係る哺乳動物精子の分離方法で分離した非ヒト哺乳動物の精子を用いて非ヒト哺乳動物の人工授精を行う、
ことを特徴とする。
本発明の第3の観点に係る体外受精方法は、
本発明の第1の観点に係る哺乳動物精子の分離方法で分離した非ヒト哺乳動物の精子を用いて非ヒト哺乳動物の体外受精を行う、
ことを特徴とする。
本発明に係る哺乳動物精子の分離方法によれば、多量の精子の分離処理を短い時間で行い得るとともに、分取した精子の運動性の低下を抑制し得る。
図1(A)~(D)は、各動物種の精子におけるTLR7の局在を示す写真である。 各動物種におけるTLR7陽性精子の割合を示すグラフである。 TLR7リガンドを添加した培地でマウス精子を培養したときの浮遊精子の割合を示すグラフである。 TLR7リガンドを添加した培地でマウス精子を培養したときの浮遊精子のX染色体保有精子及びY染色体保有精子の割合を示すグラフである。 TLR7リガンドを添加した培地でウシ精子を培養したときの浮遊精子の割合を示すグラフである。 TLR7リガンドを添加した培地でウシ精子を培養したときの浮遊精子のX染色体保有精子及びY染色体保有精子の割合を示すグラフである。 TLR7リガンドを添加した培地でブタ精子を培養したときの浮遊精子の割合を示すグラフ(図7(A))、浮遊精子のX染色体保有精子及びY染色体保有精子の割合を示すグラフ(図7(B))である。 TLR7リガンドを添加した培地でマウス精子を培養し、遠心分離した後の培地の上層に存在するX染色体保有精子及びY染色体保有精子の割合を示すグラフである。 TLR7リガンドを添加した培地でマウス精子を培養し、遠心分離した後の培地の上層に存在するX染色体保有精子及びY染色体保有精子の割合を示すグラフである。
本実施の形態に係る哺乳動物精子の分離方法は、TLR7リガンドを含有する培地にて精子を培養する。そして、培地の上層に浮遊する精子と下層に沈降する精子とに分離する。
TLR7リガンドを含有する培地で精子を培養すると、Y染色体を持たない精子(以下、X染色体保有精子)は、精子活性が低下し培地の下層へ沈降する。一方、Y染色体を持つ精子(以下、Y染色体保有精子)は、精子活性の低下が生じにくく、培地の上層に浮遊することになる。
そして、培地の上層に浮遊する精子を分取することで、Y染色体保有精子に富む精子群を得ることができる。分取はスポイト等の分取器具を使用した分取など、培地の上層に浮遊する精子群を分取し得る公知の技術で行えばよい。この分取した精子群の多くはY染色体保有精子であるので、このY染色体保有精子が卵子と受精することにより、XY染色体を持つ受精卵となる。したがって、この分取した精子群を用い、哺乳動物の人工授精や体外受精を行うことによって選択的に雄産子を産み分けさせることができる。
また、培地の下層に沈降する精子群を分取することで、X染色体保有精子に富む精子群を得ることができる。この分取した精子群の多くはX染色体保有精子であるため、この精子が卵子と受精することにより、XX染色体を持つ受精卵となる。したがって、この分取した精子群を用い、哺乳動物の人工授精や体外受精を行うことによって選択的に雌産子を産み分けさせることができる。
TLR7リガンドを含有する培地は、基礎培地にTLR7リガンドを添加することにより調製して用いればよい。基礎培地としては、哺乳動物の精子の培養に通常用い得る培地が使用され得る。基礎培地として、例えば、HTF培地(組成:NaCl, KCl, KH2PO4, MgSO4・7H2O, CaCl2・2H2O, NaHCO3, Glucose, Na-pyruvate, Na-lactate, Gentamicin Sulfate salt, Phenol Red)等の胚培養培地が好適に用いられる。
TLR7リガンドとして、レシキモド(Resiquimod)やイミキモド(Imiquimod)、ガーディキモド(Gardiquimod)、ロキソリビン(Loxoribine)が挙げられる。これらは1種単独で用いられても、2種以上が用いられてもよい。
基礎培地へのTLR7リガンドの添加量は、用いるTLR7リガンドの種類や用いる精子の動物種により適宜設定すればよく、例えば、0.03μM~30μMであることが好ましい。例えば、マウスの精子について、レシキモドを用いる場合、レシキモドの添加量は0.3μM~3μMであることが好ましい。また、ウシの精子について、レシキモドを用いる場合、0.03μM~0.3μMであることが好ましく、また、イミキモドを用いる場合、0.03μM~30μMであることが好ましい。
また、培養時間についても特に制限されず、X染色体保有精子の活性が低下して培地の下層に沈降し、上層に浮遊するY染色体保有精子を分離するために十分な時間であればよい。例えば、30分間~3時間であることが好ましく、1~2時間であることがより好ましい。
また、過重力を負荷して分離を行うことが好ましい。精子は本来的に流れに逆らって泳ごうとする性質を備えている。したがって、過重力が負荷されていると、精子は負荷された過重力の方向に逆らって泳ごうとする。上述したように、TLR7リガンドを含有する培地では、X染色体保有精子の活性が低くなり、この状況で過重力が負荷されると、X染色体保有精子は過重力に抗えず、過重力が負荷されている方向へ、即ち、培地の下層へ沈降しやすくなる。一方で、Y染色体保有精子は、TLR7リガンドの影響を受け難いことから、過重力が負荷されても、負荷されている過重力の方向に逆らって泳ぐことができる。即ち、Y染色体保有精子は培地の上層に浮遊することができる。このようなことから、過重力を負荷して分離を行うことによって、Y染色体保有精子とX染色体保有精子との分離精度を高めることができる。
過重力を負荷する手法として、遠心力を負荷する遠心分離法が好ましい。負荷する遠心力は、0×gより大きく100×gより小さいことが好ましく、50×gであることがより好ましい。負荷する遠心力(過重力)が大きすぎると、Y染色体保有精子であっても、過重力に逆らえなくなり、培地の下層に沈降してしまうためである。一方、遠心力(過重力)が小さすぎると、一部のY染色体保有精子は培地の下層にも泳いで行ってしまい、分離効果が低くなるためである。
なお、過重力を負荷する時間は、X染色体保有精子とY染色体保有精子とを分離可能な時間であればよく、負荷する過重力にもよるが、例えば30分程度である。
また、培地の上層、好ましくは上層の30%に浮遊しているY染色体保有精子に富む精子群を分取して、人工授精、体外受精に用いることが好ましい。また、培地の下層、好ましくは下層の30%に沈降しているX染色体保有精子に富む精子群を分取して、人工授精、体外受精に用いることが好ましい。培地の中層には、Y染色体保有精子、X染色体保有精子の混在が生じ易いためである。なお、分取した精子群は、基礎培地等で洗浄してから用いることが好ましい。
本実施の形態に係る哺乳動物精子の分離方法では、上述のように、TLR7リガンドを含有する培地で精子を培養するものゆえ、短い時間で多量の精子を処理することが可能である。
また、本実施の形態に係る哺乳動物精子の分離方法では、精子を蛍光染色することもなく、精子に特殊波長の光を暴露することもない。このため、分離した精子の活性の低下を抑制することができ、授精率の低下も抑制できる。
なお、分離したY染色体保有精子に富む精子群、X染色体保有精子に富む精子群を用いて人工授精、体外受精を行う場合、分離した精子を用いて、人工授精、体外受精の通常の手法で行えばよい。Y染色体保有精子に富む精子群を用いて人工授精、又は、体外受精を行うことで、選択的に雄産子を生誕させることができる。一方、X染色体保有精子に富む精子群を用いて人工授精、又は、体外受精を行うことで、選択的に雌産子を生誕させることができる。
(マウス精子のトランスクリプトーム解析)
マウス精子のトランスクリプトーム解析を行った。マウス精子中のRNA断片を抽出し、その全RNAをシークエンサーにより解析した。その結果、X染色体由来の1467遺伝子が発現しており、その中の26種は受容体をコードするRNAであった。その26種のRNAを表1に示す。
Figure 0007142842000001
この中のTLR7は、特異的リガンドがX染色体にコードされるTLR8以外には直接結合しないこと、及び、刺激によりCa2+を放出することが知られている。そして、Ca2+は精子の運動性に大きな影響を与えることが知られている。TLR7はTLR8が存在しなければ存在しない遺伝子であり、TLR7がX染色体、Y染色体の存在に関与しているものと考えられ、以下の検証を行った。
(各種哺乳類の精子におけるTLR7の発現局在の観察)
マウス、ウシ、ブタ、ヤギのそれぞれの精子について、免疫染色してTLR7の発現局在を観察した。図1(A)にマウス、図2(B)にウシ、図3(C)にブタ、図4(D)にヤギの精子の写真を示す。
図1(A)~(D)を見ると、いずれの動物種においてもTLR7が発現しているとともに、TLR7の発現はいずれも精子尾部に局在していた。
また、TLR7が発現した陽性精子の割合を算出した。その結果を図2に示す。図2を見ると、TLR7が発現した陽性精子の割合は、いずれの動物種においても50%前後である。この結果から、X染色体保有精子のみTLR7が発現していると考えられる。
(TLR7リガンドが精子に及ぼす影響の検証)
各種哺乳動物の精子について、TLR7リガンドを添加した培地にて培養し、TLR7リガンドが精子に及ぼす影響について検証した。
(マウス精子における検証)
胚培養培地(HTF)にアルブミン及びTLR7リガンドを添加した培地を用い、マウス精子を1時間、37℃、5%二酸化炭素条件下で培養した。TLR7リガンドとして、Resiquimod R-848(以下、R-848)を用いた。R-848の添加量は、0μM、0.003μM、0.03μM、0.3μM、1.5μM、3μMとしてそれぞれ行った。
培地の上層に浮遊している精子の割合を図3に示す。図3を見ると、上層に浮遊する精子の割合はR-848の濃度依存的に減少し、0.3μM添加区では無添加区に比べて半減した。
この上層に浮遊する精子を回収してDNAを抽出し、real-time PCR(polymerase chain reaction)法により、X染色体保有精子(以下、X精子)とY染色体保有精子(以下、Y精子)の割合を算出した。
その結果を図4に示す。図4を見ると、0.3μM添加区、3μM添加区において、Y精子の割合が高く、0.3μM添加区では80%以上がY精子であった。
無添加区及び0.3μM添加区の浮遊精子を洗浄した後、体外受精に供試した。体外受精胚について、XX染色体、XY染色体を保有している割合を算出した。その結果を表2に示す。
Figure 0007142842000002
表2を見ると、無添加区の浮遊精子を用いた場合ではXX染色体とXY染色体の割合はほぼ同じであるが、0.3μM添加区の浮遊精子を用いた場合では約90%の受精卵がXY両染色体を有していた。また、0.3μM添加区の浮遊精子を用いて体外受精を行った胚盤胞期胚を移植したところ、12匹の産子中、10匹の雄産子が得られた。
(ウシ精子における検証)
大分県農林水産研究指導センターから提供されたウシ凍結精液を用いた。凍結精子を融解し、アルブミン無添加HTF培地で洗浄した。このウシ精子を、HTFにアルブミン及びTLR7リガンドを添加した培地にて、1時間、37℃、5%二酸化炭素条件下で培養した。TLR7リガンドとして、R-848、Imiquimod R-837(以下、R-837と記す)を用いた。R-848の添加量は、0μM、0.003μM、0.03μM、0.3μM、3μMとしてそれぞれ行った。また、R-837の添加量は、0.003μM、0.03μM、0.3μM、3μM、30μM、300μMとしてそれぞれ行った。
ウシ精子の培養における浮遊精子の割合を図5に示す。図5を見ると、TLR7リガンドを添加して培養した場合、無添加区に比べて、いずれも上層の浮遊精子の割合が減少している。
つづいて、上層の浮遊精子を回収し、DNAを抽出してreal-time PCR法により、X精子とY精子の割合を算出した。
浮遊精子のX精子、Y精子の割合を図6に示す。図6を見ると、R-848添加区においては、0.03μM~3μM添加区でY精子の割合が高く、0.03μM~0.3μM添加区で90%以上がY精子であった。また、R-837添加区においては、0.03μM~30μM添加区でY精子の割合が高く、70%以上がY精子であった。
上記のR-848の0.03μM添加区におけるY精子に富む上層の精子を用い、ウシの体外受精を行った。その結果、受精率は71.7%、胚盤胞期胚への発生率は64.3%であり、これらは通常の体外受精と同等であり、受精率は良好であった。
そして胚盤胞期胚をreal-time PCR法で雌雄判別を行った。その結果、87.8%が雄胚であった。したがって、ウシでも雄産子を選択的に得られることがわかる。
(ブタ精子における検証)
モデナ液にシステイン、グリシン及びTLR7リガンドを添加した培地を用い、豚の精子を2時間、37℃、5%二酸化炭素、5%酸素条件下で2時間培養した。TLR7リガンドとして、R-848を用いた。R-848の添加量は、0μM、0.3μMとしてそれぞれ行った。
ブタ精子の培養における浮遊精子の割合を図7(A)に示す。図7(A)を見ると、TLR7リガンドを添加して培養した場合、無添加区に比べて、上層の浮遊精子の割合が半減している。
上層の浮遊精子を回収し、DNAを抽出してreal-time PCR法により、X精子とY精子の割合を算出した。
浮遊精子のX精子、Y精子の割合を図7(B)に示す。図7(B)を見ると、TLR7リガンド添加区においては、90%以上がY精子であった。この浮遊精子をヒロスワインB液で懸濁し、人工授精に用いた結果、7匹の産子中、6匹の雄産子が得られた。
以上の検証結果から、Y染色体を有する精子を分離することができ、これを用いた人工授精や体外受精により、家畜等の哺乳動物に雄産子を産み分けさせることがわかった。
(過重力を負荷した分離の検証)
マウス精子について、過重力を負荷して分離を行い、その影響を検証した。
胚培養培地(HTF)にアルブミン及びTLR7リガンドを添加した培地(500μL)を用い、マウス精子を1時間、37℃、5%二酸化炭素条件下で培養した。TLR7リガンドとして、Resiquimod R-848(以下、R-848)を用いた。R-848の添加量は、0.3μMである。
30分後、遠心分離装置(製品名:卓上マイクロ冷却遠心機3520、久保田商事株式会社)を用い、37℃で、30分間遠心分離を行った。遠心分離は、50×g、100×g、500×gの遠心力でそれぞれ行った。また、比較のため、遠心分離を行わない系(0×g)についても行った。
遠心分離後、それぞれの培地の上層150μL(上層30%)を分取して、上記と同様の手法によって、それぞれの培地中のX精子、Y精子の割合を算出した。その結果を図8に示す。
また、それぞれの培地の下層150μL(下層30%)を分取して、上記と同様の手法によって、それぞれの培地中のX精子、Y精子の割合を算出した。その結果を図9に示す。
図8を見ると、培地の上層の精子群において、0×g、50×gにて、Y精子の割合は80%を越えており、50×gでは約90%に達している。一方、100×g以上では60%程度であった。
また、図9を見ると、培地の下層の精子群においては、0×g、50×gにて、X精子の割合は60%を越えており、50×gでは90%近くまで達している。一方、100×g以上ではX精子の割合は50%を下回っている。
これらの結果から、0×gより大きく100×gより小さい遠心力を負荷して分離すること、より好ましくは50×gの遠心力を負荷して分離することで、Y精子に富む精子群とX精子に富む精子群とを効果的に分離できることがわかった。
(体外受精)
上記の50×gの遠心力を負荷して分離した上層の精子群(上層区)、下層の精子群(下層区)を体外受精に供試し、胚盤胞期胚を形成させた。そして、胚盤胞期胚のXX染色体、XY染色体の割合を求めた。また、TLR7リガンドを添加せずに、且つ、遠心分離を行わずに、上記と同じ培地にて、37℃で60分間培養した精子群(無添加区)を用い、同様に体外受精に供試して胚盤胞期胚を形成させ、XX染色体、XY染色体の割合を求めた。
その結果を表3に示す。なお、表3中、2-cellの「個」は24時間で卵割が確認された数、「%」は「(2-cellの個数/卵子の個数)×100」である。また、胚盤胞期胚の「個」は胚盤胞期胚が形成された個数、「%」は「(胚盤胞期胚の個数/2-cellの個数)×100」である。
Figure 0007142842000003
2-cell、及び、胚盤胞期胚が発生する割合に関し、無添加区、上層区、下層区のいずれも同程度であり、有意差はない。すなわち、TLR7リガンドを添加した培地で培養した精子について、遠心分離を行っても、精子の受精機能に何ら影響がないことがわかる。
そして、無添加区の胚盤胞期胚のXX染色体、XY染色の割合は50%程度であり、この胚盤胞期胚を体外受精等に供した場合、雄産子、雌産子がほぼ同じ割合で生まれることがわかる。
一方、上層区では、Y染色体を保有している胚盤胞期胚の割合が90%であり、この胚盤胞期胚を体外受精等に供した場合、90%の割合で雄産子が生まれることがわかる。また、下層区では、X染色体のみを保有している胚盤胞期胚が81%であり、この胚盤胞期胚を体外受精等に供した場合、81%の割合で雌産子が生まれることがわかる。
以上のように、過荷重を負荷して精子を分離することにより、X染色体保有精子に富む精子群とY染色体保有精子に富む精子群とに精度よく分離することができ、これらの精子群を人工授精、体外受精に用いることで雄産子、雌産子を産み分けさせることが可能である。
本発明に係る哺乳動物精子の分離方法では、Y染色体保有精子とX染色体保有精子とに分離することができるため、人工授精や体外受精において、雄産子、雌産子の産み分けが可能であり、家畜産業等に利用可能である。

Claims (8)

  1. TLR7リガンドとしてレシキモドを0.03~0.3μM、又は、イミキモドを0.03~30μM含有する培地にて精子を培養し、
    前記培地の上層に浮遊する精子と下層に沈降する精子とに分離する、
    ことを特徴とする哺乳動物精子の分離方法。
  2. 過重力を負荷して分離する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の哺乳動物精子の分離方法。
  3. 遠心力により過重力を負荷する、
    ことを特徴とする請求項に記載の哺乳動物精子の分離方法。
  4. 0×gより大きく100×gより小さい遠心力を負荷する、
    ことを特徴とする請求項に記載の哺乳動物精子の分離方法。
  5. 前記培地の上層30%を分取してY染色体保有精子に富む精子群を得る、
    ことを特徴とする請求項乃至のいずれか一項に記載の哺乳動物精子の分離方法。
  6. 前記培地の下層30%を分取してX染色体保有精子に富む精子群を得る、
    ことを特徴とする請求項乃至のいずれか一項に記載の哺乳動物精子の分離方法。
  7. 請求項1乃至のいずれか一項に記載の哺乳動物精子の分離方法で分離した非ヒト哺乳動物の精子を用いて非ヒト哺乳動物の人工授精を行う、
    ことを特徴とする人工授精方法。
  8. 請求項1乃至のいずれか一項に記載の哺乳動物精子の分離方法で分離した非ヒト哺乳動物の精子を用いて非ヒト哺乳動物の体外受精を行う、
    ことを特徴とする体外受精方法。
JP2018120260A 2017-06-30 2018-06-25 哺乳動物精子の分離方法、人工授精方法及び体外受精方法 Active JP7142842B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/627,660 US20200129280A1 (en) 2017-06-30 2018-06-26 Method for separating mammalian sperm, artificial insemination method, and in vitro fertilization method
CN201880042257.XA CN110785483B (zh) 2017-06-30 2018-06-26 分离哺乳动物精子的方法、人工授精方法和体外受精方法
EP18824434.7A EP3647409A4 (en) 2017-06-30 2018-06-26 METHOD FOR SEPARATION OF MAMMAL SPRAY, ARTIFICIAL INSEMINATION PROCESS AND IN VITRO FERTILIZATION PROCESS
PCT/JP2018/024206 WO2019004217A1 (ja) 2017-06-30 2018-06-26 哺乳動物精子の分離方法、人工授精方法及び体外受精方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017129768 2017-06-30
JP2017129768 2017-06-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019010094A JP2019010094A (ja) 2019-01-24
JP7142842B2 true JP7142842B2 (ja) 2022-09-28

Family

ID=65227201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018120260A Active JP7142842B2 (ja) 2017-06-30 2018-06-25 哺乳動物精子の分離方法、人工授精方法及び体外受精方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20200129280A1 (ja)
EP (1) EP3647409A4 (ja)
JP (1) JP7142842B2 (ja)
CN (1) CN110785483B (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111500530A (zh) * 2020-04-30 2020-08-07 延安大学 一种通用型动物精子分选方法及x精子质控方法
CN114733455B (zh) * 2022-04-15 2023-02-14 北京田园奥瑞生物科技有限公司 一种利用生物改性β-环糊精纳米磁颗粒进行快速哺乳动物精子分型的方法
CN115109746A (zh) * 2022-08-02 2022-09-27 北京农学院 一种犬x和y精子分离液及其应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004516035A (ja) 2000-12-22 2004-06-03 アメルシャム・バイオサイエンシーズ・アクチボラグ X精子細胞とy精子細胞の分離
JP2009119457A (ja) 2007-10-24 2009-06-04 Jms Co Ltd 分離容器、アタッチメントおよび分離方法
CN103784440A (zh) 2014-01-22 2014-05-14 南京医科大学 咪唑喹啉在抑制精子运动中的应用

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001062076A1 (en) * 2000-02-24 2001-08-30 University Of Massachusetts, A Public Institution Of Higher Education Of The Commonwealth Of Massachusetts, As Represented By Its Amherst Campus Production of mammals which produce progeny of a single sex
US7169548B2 (en) * 2002-09-13 2007-01-30 Xy, Inc. Sperm cell processing and preservation systems
WO2015125013A1 (en) * 2014-02-24 2015-08-27 World Wide Sires, Ltd Method of separation

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004516035A (ja) 2000-12-22 2004-06-03 アメルシャム・バイオサイエンシーズ・アクチボラグ X精子細胞とy精子細胞の分離
JP2009119457A (ja) 2007-10-24 2009-06-04 Jms Co Ltd 分離容器、アタッチメントおよび分離方法
CN103784440A (zh) 2014-01-22 2014-05-14 南京医科大学 咪唑喹啉在抑制精子运动中的应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KOUNDOUROS S. et al.,Significant enrichment of Y-bearing chromosome human spermatozoa using a modified centrifugation technique,Int J Androl.,2012年,Vol.35, No.6,p.880-886
SAEIDI S. et al.,Sperm protection in the male reproductive tract by Toll-like receptors,Andrologia,2014年,Vol.46, No.7,p.784-790
山下健一,家畜繁殖において人工授精(AI)の成功率を上げる"精液のその場処理技術"~元気な精子の捕集と性分離の両立,JST発 新技術説明会 当日配布資料,2014年03月07日,http://shingi.jst.go.jp/abst/2013/jst-2/program.html

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019010094A (ja) 2019-01-24
US20200129280A1 (en) 2020-04-30
CN110785483A (zh) 2020-02-11
EP3647409A1 (en) 2020-05-06
CN110785483B (zh) 2023-04-21
EP3647409A4 (en) 2020-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hamasaki et al. Production of tiger puffer Takifugu rubripes offspring from triploid grass puffer Takifugu niphobles parents
JP7142842B2 (ja) 哺乳動物精子の分離方法、人工授精方法及び体外受精方法
US8921643B2 (en) Method for acquiring genetically identical gamete from lethal fish haploid-derived germ cell via germ line chimera
Morita et al. Functional sperm of the yellowtail (Seriola quinqueradiata) were produced in the small-bodied surrogate, jack mackerel (Trachurus japonicus)
Yoshikawa et al. Production of tiger puffer Takifugu rubripes from cryopreserved testicular germ cells using surrogate broodstock technology
JP6536961B2 (ja) 他属魚種代理親魚への適用が可能な、代理親魚を用いた養殖魚生産のための魚類配偶子の生産方法
WO2001051612A1 (en) Process for the production of non-human embryos of high-genetic value and of predetermined sex
Kamimura et al. Mouse cloning using a drop of peripheral blood
Jo et al. Effect of antibodies binding to Y chromosome-bearing sperm conjugated with magnetic nanoparticles on bull sperm characteristics
WO2019004217A1 (ja) 哺乳動物精子の分離方法、人工授精方法及び体外受精方法
KR102054710B1 (ko) 고로쇠 수액 과립을 유효성분으로 포함하는 체외수정용 배지 조성물 및 이를 이용한 체외수정 방법
WO2005042721A2 (en) A method for altering the gender ratio of offspring in mammals by manipulation of spermatozoa
Afriani et al. Separation of bull spermatozoa bearing X-and Y-chromosome by using albumin gradient and swim-up technique in pesisir cattle
WO2023145631A1 (ja) 哺乳動物精子の調製方法、人工授精方法及び体外受精方法
KR101032335B1 (ko) 포유동물 정소로부터 생식선 줄기세포를 수득하는 방법
Kang et al. Development of a pheasant interspecies primordial germ cell transfer to chicken embryo: Effect of donor cell sex on chimeric semen production
CN114085809B (zh) 一种分离x精子和y精子的方法
Rosyada et al. Sperm osteopontin mRNA expression levels and its correlation on semen quality and fertility in Madura bulls
CN1838880B (zh) 用于维持近交动物品系遗传稳定性的方法
Al-Dulaimi et al. Separation of X spermatozoa from cauda of epididymis prior to selection of female embryos in local goat.
De Vries et al. National heifer supply and the effects of sexed semen
Juengel et al. Reproduction in Domestic Ruminants VIII
JPWO2017164390A1 (ja) サバ科魚類未分化生殖細胞結合抗体
Azam et al. Efficiency of sucrose density gradient method for sex separation of buffalo spermatozoa as validated by SYBR green real time PCR.
Kumari et al. Five layered optiprep based density gradient model is a promising model for enrichment of viable x chromosome bearing spermatozoa in Bubalus bubalis

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210614

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220517

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220715

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220816

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220902

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7142842

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150