順天堂大、精子が正常に機能するために重要なタンパク質の働きを解明

順天堂大学は4月13日、正常な精子機能の鍵となるタンパク質の役割を解明したと発表した。

同成果は、順天堂大学大学院医学研究科・環境医学研究所 荒木慶彦先任准教授らの研究グループによるもので、3月23日付けの英国科学誌「Scientific Reports」に掲載された。

哺乳動物の雄性生殖細胞にはGPIアンカー型に分類される膜タンパク質が存在しており、生殖過程に重要な役割を果たしているものが知られている。なかでも、TEX101/Ly6k複合体の重要性は示唆されていたが、精子機能への関与について詳細は不明となっていた。

生殖細胞特異的GPIアンカー型タンパク質TEX101およびその共役分子Ly6kのノックアウトマウスはそれぞれ、形態や運動性などでみると一見正常な精子を産生する。しかし、これらの精子は体外受精法で受精可能だが、生体内では子宮から卵管に移行することが出来ず、不妊になってしまう。

今回の研究では、Tex101ノックアウトマウス精巣におけるLy6kの発現を生化学・免疫組織化学的手法を用いて解析した。具体的にはまず、転写・翻訳活性について、定量的RT-PCR・マイクロアレイおよびポリソーム解析法により評価した。この結果、TEX101非存在下では、Ly6kは正常に転写・翻訳されて産生されるものの、相補的分子のTEX101が存在しないと生殖細胞内に安定して存在することができず、すみやかに分解されてしまうことが明らかになった。

また、これら二分子が安定して発現している培養細胞を用いて、それぞれ一方の遺伝子の働きを阻害したところ、その相補的分子の発現が劇的に減少することがわかった。これは、TEX101およびLy6kがそれぞれ単独で機能しているのではなく、これらGPIアンカー型タンパク質複合体の安定形成が、卵管を通過し受精を成功させる生体内の正常な精子機能に重要であることを示しているといえる。

同研究グループは今後、これらGPIアンカー型膜タンパク質のヒト相同体と不妊症との関連解析を進め、男性不妊症のさらなる診断・治療指針への理論構築を目指していくとしている。

マウス精細管内生殖細胞におけるTEX101/Ly6k複合体の存在様式およびTex101遺伝子欠損時のLy6k発現に及ぼす影響についてのイメージ図。TEX101非存在下でもLy6kは正常に生合成されるが、細胞膜表面に移行する途中でその大半が分解されてしまう