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NISHIO Hidenori

    Graduate School of Medical Sciences Department of Pediatric urology　Lecturer
Last Updated :2026/04/18

Researcher Information

Research funding number

  • 10621063

J-Global ID

Research Interests

  • エピゲノム   精子形成   

Research Areas

  • Life sciences / Urology

Published Papers

MISC

Research Grants & Projects

  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 2025/04 -2028/03 
    Author : 神沢 英幸; 西尾 英紀; 松本 大輔; 林 祐太郎; 安井 孝周; 黒川 覚史; 坂田 卓弥; 水野 健太郎
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 2023/04 -2028/03 
    Author : 守時 良演; 加藤 大貴; 西尾 英紀; 林 祐太郎; 安井 孝周; 水野 健太郎
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2023/04 -2027/03 
    Author : 水野 健太郎; 加藤 大貴; 西尾 英紀; 林 祐太郎; 安井 孝周; 岩月 正一郎; 梅本 幸裕
     
    私たちは、精子幹細胞の分化メカニズムと造精機能障害における幹細胞の挙動を解明すべく研究を進めており、その過程で精子形成細胞を支持する体細胞であるSertoli細胞の挙動に着目した。「幼若期のSertoli細胞機能が変化すると精子幹細胞分化へどう影響するのか？」、さらに、「機能障害におちいったSertoli細胞を補完すると精子幹細胞の分化状態は改善するか？ また、改善できるとしたら、その時期に特異性はあるのか？ そしてそれはいつか？」という問いを元に本研究を着想した。本研究では、Sertoli細胞の成熟による精子幹細胞分化への影響を解明するとともに、immature Sertoli細胞の時期特異的マーカーを確立し臨床応用を目指すことを目的とした。 当初の計画では基礎的研究として、Sertoli細胞増殖抑制モデル動物を作成し精巣組織の評価を行う予定であった。5種類のモデル動物のうち、flutamide暴露ラットモデルの確立は完了しているが、その他のモデルの確立には至っていない。実験動物の精巣組織における各種タンパク質の局在・発現評価のための免疫染色を進めており、その結果、Sertoli細胞におけるSOX9・AMH発現などを確認することができた。また、精子幹細胞におけるDDX4、UTF1、GFRa1などの特異的抗体を用いた発現解析も進めており、固定方法や染色方法・条件検討を進めている。 また、ヒト精巣生検検体を用いた組織評価については、停留精巣・遊走精巣の精細管あたり精子形成細胞数をDDX4免疫染色により定量化する系を確立し、臨床情報（精巣位置、サイズ、血清ホルモン値など）との相関について解析を進めている。
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2023/04 -2027/03 
    Author : 水野 健太郎; 加藤 大貴; 西尾 英紀; 林 祐太郎; 安井 孝周; 岩月 正一郎; 梅本 幸裕
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 2023/04 -2026/03 
    Author : 加藤 大貴; 西尾 英紀; 松本 大輔; 林 祐太郎; 水野 健太郎
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 2023/04 -2026/03 
    Author : 松本 大輔; 加藤 大貴; 西尾 英紀; 林 祐太郎; 安井 孝周; 丸山 哲史; 水野 健太郎
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 2023/04 -2026/03 
    Author : 黒川 覚史; 神沢 英幸; 加藤 大貴; 西尾 英紀; 林 祐太郎; 安井 孝周; 水野 健太郎
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 2022/04 -2025/03 
    Author : 中根 明宏; 加藤 大貴; 西尾 英紀; 林 祐太郎; 安井 孝周; 丸山 哲史; 水野 健太郎
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 2022/04 -2025/03 
    Author : 西尾 英紀; 神沢 英幸; 加藤 大貴; 林 祐太郎; 安井 孝周; 黒川 覚史; 水野 健太郎
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2021/04 -2024/03 
    Author : 林 祐太郎; 加藤 大貴; 西尾 英紀; 安井 孝周; 丸山 哲史; 水野 健太郎; 中根 明宏
     
    精巣発育不全症候群（Testicular dysgenesis syndrome：TDS）における造精機能障害の原因の一つに、幼若期の精子幹細胞の分化異常が挙げられる。私たちはTDSを対象に、精子幹細胞の分化状態を反映するバイオマーカーを確立すべく基礎研究を進めてきた。精子幹細胞は周囲環境からシグナルを受けて前駆細胞から分化・増殖するとされているが、その全容は明らかでない。本研究では、TDS患児における精巣機能の指標を確立することを目指し、精子幹細胞の分化過程に甲状腺機能がどう関与するか解明することを目的とした。そこで本研究では、研究Ⅰ：精巣の器官培養系を用いたTSH作用機序の解明、研究Ⅱ：幼若精巣に対するT3/T4作用の解析、研究Ⅲ：甲状腺低下/亢進モデル動物における精巣組織の解析、研究Ⅳ：ヒト停留精巣・遊走精巣における甲状腺機能の検討、の4つを立案した。 本年度は、このうち、研究ⅠおよびⅣについて平行して研究を進めている。研究Ⅰに関しては、出生直後から経時的に採取した正常ラット精巣組織を塊状として器官培養し、2週間以上にわたり継続的に細胞培養することが可能であることを確認した。また、精子形成の進行過程について、同じ日齢の生体由来の正常精巣組織との比較・検討を行った。 研究Ⅳについては、本学内倫理審査委員会の承認のもと、出生時に停留精巣・遊走精巣と診断した症例のうち、先天性甲状腺機能低下症を合併した症例について、血清ホルモン値と組織学的所見の関連について解析を行った。停留精巣・遊走精巣の手術時に行った精巣生検で得られた組織を使用し、生殖細胞の特異的マーカーであるDDX4抗体で免疫染色を行い、精細管あたりの精子形成細胞数をカウントした。先天性甲状腺機能低下症を合併していない症例に比べ、合併症例では有意に精子形成細胞数が増加していた。
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2020/04 -2024/03 
    Author : 水野 健太郎; 神沢 英幸; 加藤 大貴; 西尾 英紀; 林 祐太郎; 安井 孝周; 岩月 正一郎; 梅本 幸裕
     
    本研究課題では、精子形成に重要な役割を持つ「精子幹細胞」の分化メカニズムと男性不妊症における幹細胞の挙動を明らかにし、生殖医療への応用をめざすことを目的とする。そのため、（研究Ⅰ) 幼若精巣における精子幹細胞分化にかかわる因子の同定、（研究Ⅱ）成熟精巣における精子幹細胞の特異的形質変化の解析、（研究Ⅲ）幹細胞ニッチ構成細胞とニッチ形成因子の解析、を行う。精子幹細胞の分化異常をきたす停留精巣を対象として、それらの精巣組織の解析を進めている。 当初の計画では、mini-pubertyの有無によって症例を選別して解析する予定であったが、出生直後の採血を行うことができた症例がなかなか集積できていない。そこで本年度では、診断・手術時における精子幹細胞の状態を評価するために、当院で診療をおこなった症例の血中ホルモン値および精巣組織所見の解析を進めた。精巣組織は生検した組織を用い、精子幹細胞マーカーであるDDX4抗体を用いた免疫染色を行い、1精細管あたりのDDX4陽性細胞数を計測して行った。これらの検討から、片側症例では血中ホルモン値が組織所見を反映するマーカーになり得ず、また評価する年齢によっても大きく変動することが明らかとなった。一方、両側の停留精巣症例で、生後2歳までに精巣組織を評価できた症例に関して検討すると、血中ホルモン値のうち、FSH、インヒビンB、AMH、が精子幹細胞数を反映するマーカーとなり得ることを見出すことができた。 また、精巣の体外培養系の作成に関して、専用のゲル作成を行い生後1-7日齢のラット精巣を用いて実験を行った。特異的マーカーを用いた免疫染色などにより、体外培養した精巣組織における幹細胞の評価を試みた。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 2019/04 -2023/03 
    Author : 中根 明宏; 西尾 英紀; 林 祐太郎; 安井 孝周; 丸山 哲史; 水野 健太郎
     
    Pax2 ES細胞を用い、5% CO2、37で、培養液はGlasgow MEMに10% FCS、10-4M 2-メルカプトエタノール、non-essential aminoacid、1mM sodium pyruvate、 1000U/ml LIF(leukemia inhibitory factor: ESGRO)を加えたもので培養する。Pax2 ES細胞をLIFを除いた培養液中でhanging drop法を用い、胚様体(EB)を形成させる。5日後にEBを再度ディッシュに付着させ、分化を進めて、10日目でEBを0.25%トリプシンEDTA溶液にて回収し、TRISol、クロロホルムにてmRNAを抽出、2-プロパノール、エタノールにて沈殿させ回収する。回収したEBはRT-PCR法でPax2遺伝子が発現していることが確認できた。また他の腎発生の各段階で発現 してくる遺伝子に変化がないかどうかをRT-PCR法を用い確認したところ、aquaporin-1、Integrin a8、BMP4、BMP7、Pax8、Podocinの発現上昇が認められた。そこで、これらのEBをPax2発現細胞に対し、Pax2で標識した細胞を回収する条件でFACSを行い、細胞回収を行った。これらの細胞に対し、再度上記の遺伝子の発現が上昇しているかをRT-PCR法で確認したところ、aquaporin-1の上昇が確認できた。さらにBMP4、BMP7、Pax8の発現上昇や、糸球体に発現するPodocinの発現を確認できた。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 2018/04 -2023/03 
    Author : 神沢 英幸; 林 祐太郎; 安井 孝周; 水野 健太郎; 黒川 覚史; 守時 良演; 西尾 英紀; 岩月 正一郎
     
    精巣が正常に精子形成を行うには精子幹細胞の正しい分化維持機構が重要である。しかし精巣形成不全症候群（Teticular Dysgenesis Syndrome；TDS）精巣における分化異常についてはほとんど明らかにされていない。本研究ではTDSにおける精子幹細胞機能を評価し、各疾患での種々の因子の相互作用を明らかにすることにより、幹細胞分化異常カスケードの解明を目指している。「研究1：停留精巣・尿道下裂での検討によるTDSの遺伝的要因の解明」では、私たちがこれまでに開発した先天的にTDSを呈するモデル動物を用いて、特異的遺伝子発現変化のスクリーニングおよび精子幹細胞の活性変化を明らかにすることを目的とした。具体的には正常動物精巣とTDSモデル動物精巣からtotal RNAを抽出しmicroarray解析を行うことで、TDSで発現変動する遺伝子群をスクリーニングし、Utf1をはじめとした精子幹細胞マーカーの変動を確認した。またKdm5aの発 現変化がエピゲノム制御異常を惹起していることが明らかにされた。「研究2：精巣温度環境における精子幹細胞の発現変動」では、私たちが研究を進めてきたマーカーについて、精子幹細胞である精原細胞の培養株であるGC-1 spgを異なる温度環境で発育させ、精子幹細胞が温度環境により活性変化を生ずるか検討した。その結果、精子形成に重要な役割を果たすUtf1の発現が陰嚢温で 最も亢進していることが明らかとなった。他の精子幹細胞関連遺伝子についてもOct3/4などに発現変動が見られた。 「研究3：TDSにおける精子幹細胞の動態と支持細胞との相互関係」ではTDSモデル動物で精巣血液関門の形態変化とClaudin-11の発現変化が明らかになった。
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2018/04 -2022/03 
    Author : Nishio Hidenori
     
    Mouse spermatogonial GC-1 cells were transfected with Kdm5a expression vectors. We performed a microarray analysis to clarify the underlying regulatory mechanisms of Kdm5a overexpression. Moreover, we identified the pathways that were altered by Kdm5a expressions using the IPA (Ingenuity Pathways Analysis) software. The IPA showed a Kdm5a-activated pathway of the “Actin Cytoskeleton Signaling,” which included Ret. Because RET receptors colocalize with Gfra1 in the spermatogonial stem cells and Gdnf- signaling via the RET-tyrosine-kinase/Gfra1 receptor complex is required for spermatogonial stem cell self-renewal, it is suggested that Kdm5a regulates the differentiation from gonocytes to spermatogonia via activation of the “Actin Cytoskeleton Signaling” pathway.
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2017/04 -2020/03 
    Author : Hayashi Yutaro
     
    The purpose of the present research is elucidation of molecular biological mechanisms involved in differentiation and maturation of Sertoli cells. We analyzed rat testes histopathologically from immature to pubertal periods. We tried to perform single-cell analyses for the samples derived from primary culture of rat testes, but purification of isolated Sertoli cells remains an issue. We found out the abnormalities of blood-testis barrier and the disorganization of Cldn11 protein that compose tight junction in rat, which received androgen-blockade during fetal period. And, although we also assessed the relationship between serum inhibin B, which reflect the function of Sertoli cells, and testicular tissue in human, we could not recognize significant correlation between them.
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2017/04 -2020/03 
    Author : Kurokawa Satoshi
     
    Three studies were conducted. 1) Preparation of hypospadias model rat: The time of fetal urethral formation was identified by administering anti-androgen drug to pregnant rats. 2) Gene analysis of fetal penis: Total RNA was extracted from the fetal penis during urethral formation and subjected to cDNA microarray analysis. A novel gene (Pip: Prolactin-induced protein) was identified as an important gene for urethral formation. 3) Pathway analysis: Pathway analysis was performed on the microarray results. As a result, it was revealed that upstream regulatory factors such as FGF enhance the signal pathways of G protein and tyrosine kinase type receptors.
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2016/04 -2019/03 
    Author : MORITOKI yoshinobu
     
    "Development of mouse model for undescended testes". We have established robust undescended testes model by rats. However, rodent model for spermatogonial stem cell research has been performed using mainly mice, not rats. Therefore, as a preliminary experiment before running RNA-sequence for human testis, we decided to perform RNA-sequence for mouse testis. We established robust mouse undescended testis model, not by hormonal deprivation, by surgical approach. Using this model, we will next perform molecular analysis of atrophic process of undescended testis.
    "Amplification of tiny volume of mRNA". We have developed robust mRNAs amplification method in the laboratory. Finally we have amplified as small as 20 copies per cell of mRNAs. We next tried to run RNA-sequence, but have not yet established stable protocol.
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2015/04 -2018/03 
    Author : Nakane Akihiro
     
    Pax2 transgenic ES cells were differentiated under the condition of addition of activin A and retinoic acid. Expression of various genes was evaluated by PCR method, and expression of BMP 7, Ret, Pax 8, aquaporin-1, and Podocin was enhanced. Expression of aquaporin-1 was also confirmed in immunostaining. EBs expressing the Pax2 gene was double-labeled with Pax2 and aquaporin-1 and cell sorting was carried out.It was possible to confirm increase of positive cells of Pax2 and aquaporin-1. From the results of this study, It was considered that the constitution ratio of some renal constituent cells or progenitor cells increased, and differentiation from ES cells to renal cells was induced by expressing the Pax2 gene.
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2015/04 -2018/03 
    Author : Nishio Hidenori; HAYASHI Yutaro; MIZUNO Kentaro; KUROKAWA Satoshi; KAMISAWA Hideyuki; MORITOKI Yoshinobu
     
    In this study, we generated Kdm5a-gfp expression vectors and transfected the vector into GC-1 cells, which is a mouse spermatogonial cell line. By using microarray analysis, we identified genes that were altered by Kdm5a expression. The microarray analysis revealed high expression levels of Tet1, Btc, and Scml2, and low expression levels of Wnt1, Sox6, and Sox8 in cells transfected with Kdm5a-gfp. The ChIP-qPCR assay with H3K4me3 antibody showed that the expression level of Scml2 was higher in the Kdm5a-transfected cells. Moreover, human undescended testes were evaluated by double immunofluorescence staining. The expression of H3K4me2/me3 decreased in the cells which KDM5A expressed strongly, while the expression of H3K4me1 increased in the cells which KDM5A expressed weakly. Therefore, we suggest that Kdm5a is involved in differentiation in the early stages of spermatogenesis by simultaneous regulation of gene expressions by demethylating histone H3K4.
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2014/04 -2017/03 
    Author : MIZUNO Kentaro
     
    Spermatogonial stem cells (SSCs), which is the stem cells of testicular tissue, undergo self-renewal with preserving pluripotency and act as the source of spermatozoa after puberty throughout life. Recently, it is suggested that phenotypic alteration of SSCs is involved in the onset of testicular cancer. We investigated the phenotypic alteration of SSCs using animal model of cryptorchidism, which is one of the etiology of testicular cancer. Subsequently, we elucidated that the expressions of histone modifying enzyme Kdm5a and microRNA miR-135a were significantly changed in the cryptorchid testes, via androgen action.
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2013/04 -2016/03 
    Author : Azemoto Masataka; KAMISAWA HIDEYUKI; NISHIO HIDENORI; KOHRI KENJIRO; HAYASHI YUTARO; KOJIMA YOSHIYUKI
     
    Recently, epigenetic regulation has benn regarded as an important system of gene regulation. There are DNA methylation or histone modification as typical regulatory system, and it seems that epigenome is involved in the determination of cell fate. From the results of our previous work, we considered that the dysfunction of spermatogonial stem cells is one of the reasons why spermatogenesis is disrupted in cryptorchidism. In the present research, we aimed the specific epigenetic regulatory network during cell differentiation of spermatogonial stem cells. We assessed the spermatogonial stem cells in the testes of each developmental stages using experimental animals. As a result, we detected that Kdm5a, demethylase for histone H3K4, and miR-135a (microRNA) are involved in differentiation of spermatogonial stem cells.
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2013/04 -2016/03 
    Author : Hayashi Yutaro; KOHRI Kenjiro; MIZUNO Kentaro; KUROKAWA Satoshi; KAMISAWA Hideyuki; NISHIO Hidemori; KOJIMA Yoshiyuki
     
    To elucidate the mechanism of male infertility, we focused on the function of spermatogonial stem cells (SSCs). In this study, we investigated the expression and localization of stem cell marker "UTF1" (undifferentiated embryonic cell transcription factor 1) by using cryptorchid model rats and human testes. Our result showed that SSCs were divided into 2 types; actual and potential form, and we elucidated the attenuation of SSC activity in cryptorchid testes and the improvement of SSC activity by early orchiopexy. Moreover, to elucidate the reasons why cryptorchidism induce male infertility, we examined "adult" testes which were performed orchiopexy in childhood. And the result of our study showed that the past history of cryptorchidism induced the deterioration of SSCs activity and the enhancement of apoptosis of SSCs with miss-maturation of Sertoli cells. Our study suggested the efficacy of newly SSC marker which might predict future fertility.
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2012/04 -2015/03 
    Author : NISHIO Hidenori; KOHRI Kenjiro; HAYASHI Yutaro; KOJIMA Yoshiyuki; MIZUNO Kentaro; KUROKAWA Satoshi; KAMISAWA Hideyuki; MORITOKI Yoshinobu
     
    In present study, the aim is to elucidate the mechanism underlying gonocyte transformation to spermatogonial stem cells during spermatogenesis. Kdm5a expression was significantly higher at 9 days postpartum in the undescended testes of experimentally induced cryptorchid model rats than in the normal testes. Since Kdm5a regulates histone H3K4me2/me3 demethylation, H3K4me3/me2 expression levels were decreased in the undescended testes. Moreover, the expression of genes related to spermatogonial stem cell development was induced in spermatogonial cells over expressing Kdm5a. Thus, Kdm5a is likely involved in the transformation of gonocytes into spermatogonial stem cells by transcriptional regulation of specific genes via H3K4 histone modification. This is the first report of epigenetic analysis of germ cell differentiation during early spermatogenesis.
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2010/04 -2014/03 
    Author : MIZUNO Kentaro; HAYASHI Yutaro; KOJIMA Yoshiyuki; KUROKAWA Satoshi; KAMISAWA Hideyuki; MORITOKI Yoshinobu; NISHIO Hidenori
     
    Two major complications of cryptorchidism, in which the testes did not congenitally descended into scrotum, are impaired spermatogenesis and testicular cancer. Although it is reported that some acquired factors such as high temperature surrounding testis are involved in the impaired spermatogenesis, we consider that congenital factor, dysfunction of spermatogonial stem cells, is more important. In the present research, our aim is elucidation of genes associated with stem cell development and etiology of impaired spermatogenesis. As a result, we could detect some candidate genes by analyses using human testicular tissues or cryptorchid model animals. Among them, epigenetic regulators of gene expressions are also included. In conclusion, we could uncover several mechanisms involved in development of spermatogonial stem cells.

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