基礎生物学研究所・横浜市大・熊本大、高温で精子が作られないメカニズムの解明に向けて前進

発表日:2022年05月26日

高温で精子が作られないメカニズムの解明に向けて前進

多くのほ乳類の精巣は、陰嚢で冷やされています。精巣の温度が上昇すると、精子形成が障害され、男性不妊をもたらす一因となっています。基礎生物学研究所 生殖細胞研究部門の平野高大研究員（元 総合研究大学院大学 大学院生、元 日本学術振興会特別研究員 DC1）と吉田松生教授、横浜市立大学大学院医学研究科の小川毅彦教授、熊本大学 発生医学研究所の石黒啓一郎教授らは、マウス精巣の体外培養を用いて、精子形成の温度感受性を詳細に調べました。その結果、精子形成の複数のステップが、温度に厳密に依存して障害されることを明らかにしました。とりわけ、陰嚢の温度（34°C）で培養すると精子が作られる一方、体深部の温度（37-38°C）では相同染色体を精子に分配する減数分裂がうまくいかず、細胞死を起こすことが分かりました。本研究は、ほ乳類精子形成の温度依存性を明らかにし、そのメカニズムに光を当てるものです。この成果は、2022年5月26日付けで Communications Biology 誌に掲載されます。

【研究の背景】

ほ乳類の精巣は、体幹の深部で発生したのちに陰嚢まで降下します。陰嚢の温度は、熱放散によって体深部より2-6度低く保たれています。

陰嚢を持たないほ乳類も、いろいろな方法で精巣を冷やしています。例えばイルカは、海水で冷えた静脈血で精巣に行く動脈血を冷却する、対向流熱交換系を発達させています。精巣が正常に降下しない停留精巣や、精巣を腹腔に引き上げる人工停留精巣では精子形成が障害されますが、これは、精巣温が上昇したためとされています（図1）。精巣静脈瘤や生活習慣が原因で精巣の温度が上昇しても、精子形成は障害を受けます。

※図は添付の関連資料を参照

図1 : 人工停留精巣に見られる精子形成障害

　陰嚢(34°C)では活発に精子を作るが、腹腔の体深部(38°C)に精巣を引き上げる人工停留精巣では、精子形成は強く障害される。

精子形成の温度感受性は、動物実験によって盛んに研究されてきました。その多くは、人工停留精巣を作り出したり陰嚢を温浴に浸けることで、精巣温を上昇させています。しかし、これらの実験では、精巣温を正しく測定したり望みの温度にコントロールすることは困難です。さらに、内分泌系や神経系などの外部要因を排除することはできません。そこで本研究では、研究グループの小川毅彦らが開発した精巣の体外培養法を用いて温度だけを精密に変化させ、精子形成に与える影響を評価しました。

※以下は添付リリースを参照

リリース本文中の「関連資料」は、こちらのURLからご覧ください。

図

https://release.nikkei.co.jp/attach/633025/01_202205251530.JPG

添付リリース

https://release.nikkei.co.jp/attach/633025/02_202205251530.pdf