日本熊本大學生命資源研究與支援中心的中潟直己教授和竹尾透教授的研究團隊成功地實施了大鼠精子有效冷凍保存技術，從而有助於大量繁殖實驗用大鼠。
大鼠精子比其他動物的精子大2至4倍（圖1），因爲它很容易受到PH、滲透壓和溫度等物理變化的破壞，所以冷凍保存技術的開發極爲困難。中潟教授的研究團隊設計了一種新的冷凍方法，該方法最大限度地減量了對精子產生的物理可用能刺激，在冷凍和解凍程序中不損害精子的活力，有效地建立了生產受精卵和後代的技術（圖2）。
圖1 大鼠精子（全長約200μm）
圖2 從冷凍大鼠精子到產子的程序
精子的冷凍保存法相比受精卵的冷凍保存法更易於收集樣品，可以從一隻雄性老鼠身上得到很多細胞（5千萬～1億隻）。近年來，使用基因體編輯技術陸續製作了用於開發人類疾病冶癒的有用的轉基因大鼠，需要用於轉基因大鼠品系的有效保存技術。此次中潟教授研究團隊開發的技術有望促進轉基因大鼠的有效保存和利用，並加速難治性疾病冶癒法的開發。
【研究内容】
大鼠精子的冷凍保存約在20年前被開發，解凍後精子的活動能力極差，需要在午夜（晚間10點至11點）在雌性子宮中進行人工授精，否則無法產子，另外由於產子數量少，所以實用化幾乎沒有進展。
因此，中潟教授的團隊一直在努力開發一種冷凍大鼠精子的方法，該方法即使在解凍後也能使其保持良好的活力。如果冷凍行程程序中的精子，在解凍後無法獲得活動的精子，所以在冷凍之前首先將精子在冰上冷卻儘可能阻止其運動。然後在解凍後得到有活力的精子。另外，將解凍的精子從保存液裏緩慢地轉移到體外受精的培養液中，獲得了相對良好運動能力的精子。
使用此冷凍法，冷凍保存發出綠色螢光的轉基因大鼠（EGFP大鼠）精子，解凍後，研究團隊嘗試用這些精子進行體外受精。令人驚訝的是，受精率超過80%，並且將其受精卵移植到母體中，成功地從一隻雄性大鼠產生的精子中生產了300多隻後代（圖3）。
圖3 來自EGFP冷凍精子的大鼠後代（右側是有綠色螢光的後代）
由於大鼠的體積約爲普通老鼠的10倍大，因此需要巨大的繁殖空間和成本，新開發的「能產生良好結果的大鼠精子冷凍保存技術」有望作爲快速生產製作實驗用大鼠的全球標準。
論文資訊
題目：Establishment of sperm cryopreservation and in vitro fertilisation protocols for rats
作者：Naomi Nakagata, Nobuyuki Mikoda, Satohiro Nakao, Ena Nakatsukasa & Toru Takeo
期刊：Scientific Reports
Doi: 10.1038/s41598-019-57090-7
URL: nature.com/articles/s41598-019-57090-7
文 熊本大學研究生院先導機構URA推進室（research-coordinator@jimu.kumamoto-u.ac.jp）
編輯修改 JST 客觀日本編輯部
