多くの哺乳類において、精細胞はその発生過程で体細胞より２℃から７℃温度の低い条件下ではじめて正常な分化及び増殖をすることが知られている。しかし、哺乳類では多くの種類の体細胞と比較して、何故精細胞のみが体温より低い温度下でのみ正常精子形成を行うのかは明らかではない。哺乳類において腹腔内に精巣が留まる停留精巣では多くの場合、陰嚢と比較し精巣温度の上昇によるストレスのため精子形成異常を示すと考えられているがその詳細な仕組みは不明である。一方、ゾウや単孔類のカモノハシやハリモグラでは停留精巣下（図１）で正常な精子形成を行うという他に類を見ない特徴を持つ。熱ストレスを受けた場合、精細胞はそのダメージの具合により、細胞死により除去するか、又は細胞を守り修復し、分化増殖を行うかの運命を選択する。ゾウや単孔類精巣に特徴的な熱ストレス関連因子の発現状態を明らかにし、次に、熱ストレス耐性を持たないマウス精巣の精細胞培養系を用いて、ゾウや単孔類精巣に特徴的な分子の発現状態を変動させ、精子形成状態を解析することにより(図２)熱ストレス回避による精子形成のメカニズムの普遍性について明らかにしたいと考えて研究を進めている。

ヤク（Bos grunniens）は高地に生息するウシ科の動物である。ヤクがもたらす肉、乳などの生産物は、現地に住む人々にとって必要不可欠な資源であり、ヤクより体格が大きく乳量増加が期待できる交雑種（ヤクと在来牛間）（図１）の育種が望まれているが、雄性不稔のため不可能である（図２）。我々は、雄性不稔の原因を明らかにすること、受精可能な精子形成・成熟の促進に必要な、精巣と精巣上体の機能を回復させる方法を探る研究を行なっている。

一部の動物の精子には受精能を持つ正常精子の他に受精能力を持たない異型精子が存在するがその役割は不明である。身近な環境で採取可能なカワニナ （Semisulcospira libertine）を用いて、異形精子の形態、発生段階の形態変化及び精巣発生過程の季節変化を採取個体の塗沫標本と精巣組織標本により明らかにしてきた。また、正常精子と異形精子の受精に対する機能を検討するには、成熟した正常な卵子が必要であるため、卵巣の季節変化についても検討を行っている。さらに、異形精子の正確な発生段階とその精子形成過程、また生理学的な機能の検討のため、培養系の確立を目指した検討を行っている。