ラット精巣の精巣形成過程におけるアクロソーム関連タンパク質としてTMCO2を同定した

Identification of TMCO2 as an acrosome-associated protein during rat spermiogenesis.

• Takane Kaneko
• Saori Toh
• Izumi Mochida
• Naoki Iwamori
• Tetsuichiro Inai
• Hiroshi Iida

抄録

我々は、ポリメラーゼ連鎖反応に基づく引き算法を用いて、膜貫通型およびコイルドコイルドメイン2（Tmco2）遺伝子を単離した。Tmco2は生後4週齢からラット精巣で優勢に発現している。ラットTMCO2は187アミノ酸からなり、予測分子量は20.6kDaである。COS7細胞で発現させた場合、TMCO2は細胞質内で小胞状の構造をしているのに対し、膜貫通領域を欠いたTMCO2ΔTMは細胞質内に拡散していることが確認された。これらの結果から、TMCO2の膜貫通領域は、TMCO2の局在の特異性に不可欠であることが示唆された。ラットTMCO2は、免疫細胞化学的解析の結果、丸い精液核の近傍に小さな半透明体やキャップ状の構造体として局在し、細長い精液核やキャップ状の精巣上体の核に関連した曲線として局在していることが示された。しかし、馬尾上体精巣精子のごく一部にしか検出されなかった。また、抗TMCO2抗体と抗MN7抗体を用いた二重免疫標識を行ったところ、TMCO2は精子母体と馬尾精巣上体精子の内側の先端膜に多く存在することが明らかになった。これらの結果は、TMCO2が精子形成の過程でアクロソームの生合成、特にアクロソームと核との結合に関与している可能性を示唆している。

We isolated the transmembrane and coiled-coil domains 2 (Tmco2) gene using a polymerase chain reaction-based subtraction technique. Tmco2 is predominantly expressed in rat testes starting from 4 weeks of age. Rat TMCO2 consists of 187 amino acids with a predicted molecular mass of 20.6 kDa. When expressed in COS7 cells, TMCO2 was found as vesicle-like structures in the cytoplasm, whereas TMCO2ΔTM lacking the transmembrane (TM) region was found diffused in the cytoplasm. These results suggest that the TM region in TMCO2 is essential for its specificity of localization. Immunocytochemical analyzes indicated that rat TMCO2 was localized as small semiluminate bodies or cap-like structures in the vicinity of round spermatid nuclei and as curved lines associated with nuclei of elongated spermatids and caput epididymal spermatozoa. However, it was detected in only a small part of cauda epididymal spermatozoa. Double immunolabeling of the spermatids and spermatozoa with the anti-TMCO2 antibody and the monoclonal anti-MN7 antibody showed that TMCO2 was predominantly associated with the inner acrosomal membrane in spermatids and caput epididymal spermatozoa. Our findings suggest that TMCO2 might be involved in the process of acrosome biogenesis, especially binding of acrosome to a nucleus, during spermiogenesis.

© 2020 Wiley Periodicals LLC.