荻原 克益 (オギワラ カツエキ)

理学研究院 生物科学部門 生殖発生生物学分野准教授

研究者基本情報

■ 学位
  • 博士(理学), 北海道大学
■ URL
researchmap URLホームページURL■ ID 各種
研究者番号
  • 00422006
J-Global ID■ 研究キーワード・分野
研究キーワード
  • 排卵
  • 卵巣
  • マウス
  • プロテアーゼ
  • メダカ
  • トランスジェニック
  • 生殖
  • RNAi
研究分野
  • ライフサイエンス, 形態、構造
■ 担当教育組織

経歴

■ 経歴
経歴
  • 2017年10月 - 現在
    北海道大学, 理学研究院, 准教授
  • 2008年04月 - 2017年09月
    北海道大学 理学(系)研究科(研究院), 助教

研究活動情報

■ 論文
■ その他活動・業績
■ 主な担当授業
  • 生命システム科学基礎論, 2024年, 修士課程, 生命科学院
  • 生殖発生機構学特論, 2024年, 修士課程, 生命科学院
  • 細胞生物学概論, 2024年, 学士課程, 理学部
  • 科学・技術の世界(1単位), 2024年, 学士課程, 全学教育
  • 一般教育演習(フレッシュマンセミナー), 2024年, 学士課程, 全学教育
  • 生物学Ⅱ, 2024年, 学士課程, 全学教育
  • 自然科学実験, 2024年, 学士課程, 全学教育
  • 基礎生化学実習, 2024年, 学士課程, 理学部
  • 基礎生化学実習, 2024年, 学士課程, 理学部
  • 生殖発生生物学Ⅱ, 2024年, 学士課程, 理学部
  • 基礎形態学実習, 2024年, 学士課程, 理学部
  • 基礎形態学実習, 2024年, 学士課程, 理学部
■ 共同研究・競争的資金等の研究課題
  • アクチビン・インヒビン・エストラジオール経路は濾胞閉鎖を制御するか?
    科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    2021年04月 - 2024年03月
    荻原 克益
    本研究は、マウス濾胞選択の分子機構解明を目指した研究課題である。何らかの刺激により成長を開始した原始濾胞のうち、大部分は成長途中でアポトーシスにより死滅してしまう。そして、生き残った濾胞のみが成熟し排卵される。この様に死滅する濾胞と生き残り排卵される濾胞を選択する過程が、「濾胞選択」である。濾胞選択に関わる数多くの研究報告があるにもかかわらず、今なお、その詳細な分子機構は解明されていない。一般的な過排卵誘導法(PMSG/hCG等)で20-30個程度の卵が排卵されるが、特殊な薬剤を用いた排卵誘導法では100個程度の卵が排卵されることが知られている。そこで、本研究ではこの薬剤を用いて濾胞選択の研究を展開している。これまでの研究結果から、その薬剤が濾胞選択(アポトーシス)を抑制すること、その薬剤により卵巣内における活性型アクチビン量が有意に増加すること、また、血中および卵巣内エスタジオール量が有意に上昇することが明らかとなっている。そこで今回は、アクチビンと濾胞選択の関係について詳細に解析を行った。その結果、アクチビンを発現する濾胞ではアポトーシスが検出されないこと、卵巣をアクチビン存在下で器官培養するとエストラジオールの産生、分泌が誘導され、また、その受容体の発現も有意に上昇することが明らかとなった。これらの結果は、卵巣内で増加するアクチビンによりエストラジオールの産生、分泌が誘導され、そのエストラジオールによりアポトーシスが抑制されるされるというモデルを強く支持する結果である。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 21K06241
  • 哺乳類卵巣における濾胞選択機構-インヒビンは濾胞閉鎖を誘導するか?
    科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    2018年04月 - 2021年03月
    荻原 克益
    マウス卵巣内には、成長を開始する前の濾胞(原始濾胞)が多数存在する。あるホルモンの刺激を受けると、いくつかの原始濾胞が成長を開始するが、その数はマウスの場合、数十個から百個程度と考えられている。成長を開始した濾胞は、途中でアポトーシスにより死滅し、最終的に10-20個程度の卵が排卵される。このように、アポトーシスにより死滅する濾胞とそのまま生き残り排卵まで行きつく濾胞が選別される過程を濾胞選択と呼ぶ。本研究では、マウスの濾胞選択の分子機構に焦点を当て、その解明を目指して研究を行っている。
    通常、PMSG/hCG等による過排卵誘導法では20-30個程度の卵が排卵されるが、本研究で用いる薬剤では、100個程度の卵が排卵される。この排卵数は成長を開始した原始濾胞数とほぼ一致することから、この薬剤はアポトーシスを阻害していることが考えられる。この薬剤を用いた研究から、エストラジオールとアロマターゼ(エストラジオール生合成のkey enzyme)が重要であることを昨年度報告した。本年度は、アロマターゼについて、その発現量や酵素活性の変動について詳しく調べた。その結果、薬剤処理とPMSG処理間で、その発現量に有意な増減は見られなかったが、アロマターゼ活性は薬剤処理グループで有意に増加していることが明らかとなった。さらに、PMSG注射後、ある特定の時間にエストラジオールを注射することで、PMSG/hCGによる排卵数と比較して、排卵数が有意に増加することを突き止めた。これらの結果は、この薬剤がどのようにアポトーシスを抑制しているのかを解明する重要なヒントとなり、濾胞選択機構解明に向けた大きな一歩となる。今後は、この薬剤処理により、なぜアロマターゼ活性が増加するのか、その分子機構(作用機構)について研究を進めていく予定である。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 18K06306
  • メダカにおける排卵と卵成熟の同調メカニズムの解明
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    2016年04月 - 2019年03月
    高橋 孝行; 荻原 克益
    本研究では,「排卵」と「卵成熟」の関係,特に,「排卵」の実行過程に「卵成熟」の進行がどのように関わるかについて,硬骨魚類のメダカを用いて調べた。「排卵」と「卵成熟」の連携には濾胞細胞と卵細胞の間に存在するギャップ結合の役割の可能性について検討した結果,メダカの排卵に必須の濾胞壁溶解酵素であるMT2-MMPの発現がギャップ結合阻害剤により抑制されることを見出し,さらにギャップ結合阻害剤によるMT2-MMPの発現抑制のメカニズムを明らかにした。加えて,細胞間のコミュニケーションに関わると予想されるギャップ結合構成単位のコネキシン分子の数種を明らかにした。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 16H04810
  • メダカ排卵後の迅速な組織修復、残留濾胞組織の分解・除去機構の解明
    科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    2015年04月 - 2018年03月
    荻原 克益
    排卵は受精可能となった卵母細胞が卵巣腔へと放出される過程である。この過程は、濾胞組織と卵巣最外層組織の分解を伴う組織破壊現象と捉えることもでき、毎日排卵するメダカの場合、排卵後、直ちに組織修復が開始され、さらに、卵巣内に残留した濾胞組織も迅速に分解され、翌日の排卵に備える必要がある。本研究では、迅速に進行するこの過程の分子機構を解明することを目的に研究を行った。その結果、卵巣開口部の修復にカドヘリンタンパク質の関与を示唆する結果が得られた。また、在留濾胞組織の分解にゼラチナーゼBやプラスミンが関与する結果を得た。今回の研究で得られた成果をもとに、今後も組織修復の分子機構の解明に取り組む。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 15K07120
  • メダカ排卵の内分泌制御機構の解明と排卵/卵成熟の連関性の実証
    科学研究費助成事業 基盤研究(A)
    2012年05月 - 2016年03月
    高橋 孝行; 荻原 克益
    メダカ排卵濾胞のin vitro実験系を用いて、排卵時に作動する排卵関連遺伝子(MT2-MMPおよびプロスタグランジンE2受容体EP4b)の発現誘導機構を調べた。排卵に伴うMT2-MMPおよびEP4bの発現誘導は、排卵濾胞の顆粒膜細胞がLH刺激に応答して起こる。この一連のプロセスでは、最初に転写因子nPRの発現が起こり、続いてnPRを含む複数の転写因子がこれらの遺伝子の発現に関与することを明らかにした。また、ギャップ結合阻害剤カルベノキソロンを利用した実験結果から、顆粒膜細胞でのMT2-MMPの発現には卵細胞と顆粒膜細胞間のギャップ結合を介した分子的連携が必要であることが示された。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 24247010
  • 脊椎動物に共通する排卵の内分泌制御機構の解明
    科学研究費助成事業 若手研究(A)
    2011年04月 - 2014年03月
    荻原 克益
    本研究は、メダカ排卵の内分泌制御機構の解明を目指して実施された。LHにより誘導される核内プロゲスチン受容体nPR(排卵関連遺伝子の誘導に必要不可欠な転写因子)の発現誘導機構を解明し、メダカ排卵において重要な役割を担うMT2-MMPとPAI-1(共に排卵時に急激に誘導される)の発現誘導にnPRが関与することを突き止めた。さらに、nPRのリガンドである卵成熟誘起ホルモン(17α, 20β-DHP)産生に関与する酵素群の発現パターンを明らかにした。これらの結果から、排卵時に濾胞細胞層の分解に関与する排卵関連酵素の発現誘導機構モデルを提唱するに至った。
    日本学術振興会, 若手研究(A), 北海道大学, 23687009
  • 脊椎動物に共通するプロスタグランジンの排卵誘導機構の解明
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    2009年 - 2011年
    高橋 孝行; 荻原 克益
    メダカの卵巣濾胞のin vitro排卵系を用いて、プロスタグランジE2(PGE2)が排卵過程に関与することを確認した。濾胞におけるPGE2合成酵素cyclooxygenase-2の活性及びPGE2レベルは変化せず、PGE2受容体であるEP4bの発現レベルが排卵時に急激に上昇したことから、EP4b受容体遺伝子の転写が重要なステップであることが明らかになった。EP4b受容体の誘導には黄体形成ホルモンと、その後にプロゲステロン受容体が関与することを明らかにした。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 21370024
  • 生体外排卵培養系を用いた哺乳類排卵酵素の同定と排卵機構の解明
    科学研究費助成事業 若手研究(B)
    2009年 - 2010年
    荻原 克益
    本研究課題は、哺乳類(マウス)の排卵実行に重要な酵素(排卵酵素)の同定と排卵時の濾胞層分解の分子メカニズムの解明を目指して実施された。また、排卵酵素の同定に利用する生体外排卵培養系の改良にも取り組んだ。その結果、2種のMMPが排卵の前後の濾胞で発現変動することを発見したが、これらのMMPは排卵に関与しない可能性が高いことが明らかとなった。一方、MT2-MMPは排卵前にその活性体が増加することから、排卵への関与が示唆された。
    日本学術振興会, 若手研究(B), 北海道大学, 21770067
  • 排卵酵素遺伝子のトランスジェニックRNAiメダカ作製への挑戦
    科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究
    2009年 - 2010年
    高橋 孝行; 荻原 克益
    昨年度の解析から、哺乳類型siRNAがメダカにおいては効率の良いノックダウン効果を示さないことが示唆されたため、始めにこの点についてより詳細な解析を行った。メダカ培養細胞を用いて強制発現させたMT2-MMPおよびuPAのノックダウン効率を調査したところ、化学合成したsiRNA、miRNA発現ベクターを用いて発現させたsiRNAともにほとんど効果がないことが判明した。これらの結果から,メダカ細胞においては、哺乳類型siRNAが作用し難いことが考えられる。この理由として、メダカで作用するsiRNAの長さが哺乳類型とは異なることが考えられる。そこで、この点に焦点を絞って解析を行った。siRNA産生において重要な因子であるDicerのリコンビンナントタンパク質を用いてdsRNAの切断実験を試みたところ、20-30塩基付近に切断産物が得られたため、現在この産物の配列情報を解析中である。また、RISCの主要構成因子であるArgonaute-2のメダカ特異的抗体を作製、この抗体を用いて免疫沈降を行い、共沈してきたsmall RNA分子の長さを解析中である。これらの解析結果から、メダカで作用するsiRNAの長さを明らかにし、効率良くノックダウン可能な発現ベクター構築へと移行していく予定である。さらに、Droshaに関しても全長配列のクローニングが終了し、リコンビナントタンパク質および抗体作製へと移行した。今後は、こちらに関しても、リコンビナントタンパク質の準備ができ次第、詳細な解析を行う予定である。
    マウスではトランスジェニックRNAi技術はすでに確立され、標的とする遺伝子/タンパク質の個体レベルでの解析研究が著しい進展を見せている。本研究は、マウス以外の脊椎動物でも同様の技術を確立することを目指し、メダカを実験材料に2年間の研究計画を提案した。本研究により、マウスとは異なるメカニズムがあることが明らかになったので、これを基盤としてトランスジェニックRNAiメダカの確立に向けてさらに研究を進める予定である。
    日本学術振興会, 挑戦的萌芽研究, 北海道大学, 21657019
  • 哺乳類排卵酵素の同定を可能にする培養系の確立と排卵酵素の同定
    科学研究費助成事業 若手研究(B)
    2007年 - 2008年
    荻原 克益
    本研究は、哺乳類(マウス)排卵酵素の探索ならびに同定を目指して実施された。その結果、排卵酵素探索のツールとして重要な生体外排卵培養系について、より排卵数の多い培養条件を突きとめることに成功した。また、メタロプロテアーゼが排卵酵素であることを示唆する結果を得た。さらに、排卵前後で発現変動するいくつかのメタロプロテアーゼを発見した。これらの結果は、哺乳類排卵酵素同定の足がかりとして重要な成果であると考えられる。
    日本学術振興会, 若手研究(B), 北海道大学, 19770047
■ 産業財産権
  • 魚類由来のエンテロペプチダーゼ
    特許権, 高橋 孝行; 荻原 克益, 国立大学法人北海道大学
    特願2004-066632, 2004年03月10日
    特開2005-253325, 2005年09月22日
    特許第4474543号
    200903031561438453