ヒトの精子生産のメカニズム解明

Christine Dell’Amore
for National Geographic News
March 19, 2010

　男性の体内では1秒間に1500個以上の精子細胞が作られる。新しい研究でこの精子生産のメカニズムが明らかになった。

　40年もの間、生殖幹細胞とも呼ばれる睾丸内の幹細胞が精子になるには単純な2段階の過程しかないと考えられてきたが、実はそれは正しくなかった。マウスを使った最新の実験から、生殖幹細胞が精子になるには複数の異なる過程があるらしいことがわかった。

　研究の共著者で、アメリカのメーン州バーハーバーにあるジャクソン研究所副所長でロバート・ブラウン氏は、「幹細胞は常に一直線に精子細胞になるのではない。幹細胞は複数回の細胞分裂を経て精子細胞になることもあれば、そうでないこともある」と説明する。

　さらに、精子細胞になる途上の細胞が生殖幹細胞へ逆戻りすることもあることがわかった。これまでは、このようなことはあり得ないとされていた。

　今回の研究では、マウスを遺伝子操作して生殖幹細胞を蛍光発色させ、細胞の成長を観察できるようにした。さらに、マウスの生殖幹細胞内の特定の細胞に色で印を付け、数日間これを観察した。

　また今回の研究では、精子の形成に特化した睾丸内の生殖幹細胞のうち、これまでの予想よりも小さい部分から精子が作られることもわかった。

　精子は短命なため常に補充する必要があるとブラウン氏は指摘する。そのため、1秒間に1500個というハイペースで精子は作られるという。「しかも、受精は驚くほど効率が悪い。ごくわずかな数の精子が最終目的地である女性の卵子にたどり着くためには、最初に膨大な数の精子が必要だ」。

　しかし、思春期から老年まで精子細胞を送り出し続けるには、男性の体が生殖細胞を非常に微妙な均衡状態に保つ必要がある。例えば、生殖幹細胞が長期間に渡って幹細胞のままで精子細胞にならずにいると精巣ガンの危険が生じる可能性がある。逆に生殖幹細胞が頻繁に精子になりすぎれば男性不妊症になる恐れがある。

　ブラウン氏によると、精子の発達についてのこうした謎が解明されれば、いずれは不妊治療や、懸案である男性用の避妊ピルの開発に繋がるかもしれないという。例えば、生殖幹細胞が精子にならないようにする方法が見つかるかもしれない。「細胞の通常の振舞いの理解が進めば、それを操作する方法もわかるようになる」。

　この研究は2010年3月19日発行の「Science」誌に掲載される。

Photograph by Manfred Kage, Photo Library

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