学校法人北里研究所

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脳の性差解明に新しい道筋−雌になるためには遺伝的に雌の脳であることが必要

  北里大学一般教育部および大学院医療系研究科の浜崎浩子教授は、(独)国立環境研究所環境健康研究センターの前川文彦主任研究員、東京医科歯科大学難治疾患研究所の田中光一教授、広島大学大学院生物圏科学研究科の都築政起教授、早稲田大学教育・総合科学学術院の筒井和義教授等との共同研究によって、生殖腺ができる前のニワトリ胚を用いて雄と雌の脳を入れ替えたニワトリを世界で初めて作製しました。脳が雄で体が雌のニワトリの成鳥では、行動や性ホルモンの血中濃度は雌型であるにも関わらず、性成熟の遅れや産卵周期に乱れが生じることから、生殖機能に障害が現れることがわかりました。
  この結果は、脳の性分化、雌雄に特異的な機能異常や病態の性差が生じる機構の解明に役立つことが期待されます。
  この成果は、英国の科学雑誌「Nature Communications」に、2013年1月22日付(英国時間)オンライン版で発表されました。
  なお、この研究は、文部科学省科学研究費補助金などの助成をうけ、文部科学省脳科学研究戦略推進プログラムの一環として行われたものです。


ポイント

雄と雌で異なる性質の多くは、精巣から分泌される男性ホルモンと卵巣から分泌される女性ホルモンの作用の違いに起因すると考えられてきました。ところが今回、遺伝的に雄の脳をもった雌鶏では性成熟が遅れて性周期が乱れることがわかりました。この結果は、性ホルモンの影響によらず、もともとの遺伝的な性に従って脳の神経回路が発達するしくみがあることを示しています。
雌の機能の異常が起こる原因として、脳の神経回路が関わる新しいメカニズムがあることがわかり、脳の性差解明に新しい道筋を開きました。
図


研究の背景と経緯

  ヒトを含む脊椎動物では、雄と雌では体のつくりや生理機能において多くの違いがあります。雌では卵巣、雄では精巣の分化・発達が起こり、それぞれの器官から分泌される性ホルモンの働きによって、これらの性差のほとんどが生じることが通説となっています。 一方、性分化に別のメカニズムが関与することも近年示唆されるようになってきましたが、不明な点が多く残されていました。また、ヒトでも様々な脳の疾病で、男性と女性で罹患率や病態が異なることが報告されていますが、その原因は必ずしも明らかではありません。


研究の内容

  今回、脳の性によって決まる雄と雌の性質を調べるために、脳とそれ以外の身体の性が異なるキメラニワトリを作って解析しました。鳥類は卵の中で胚が育つので、外科的操作によって発育初期の胚で脳を交換することができます。脳の交換は精巣や卵巣ができる前に行われました。脳が雌で体が雄であるニワトリの行動は、性行動も含めて、雄鶏と区別がつきませんでした。脳が雄で体が雌であるニワトリの行動は雌鶏と同じでしたが、産卵開始の遅延、さらに産卵周期の乱れによる産卵数の減少がみられました。血中の性ホルモンの濃度が脳の性によって変化することはありませんでしたが、体が雄型か雌型かに関わらず、脳に含まれる女性ホルモンの一種であるエストラジオールの量は雄の脳では雌の脳よりも高いという結果も得られました。


発見の意義

  今回の研究成果は、雌を特徴づける性質のうち、性成熟のタイミングと性周期は遺伝的に雌である脳による制御が必要であり、遺伝的に雄である脳ではその機能を完全には担うことができないことを示しています。雄と雌の脳には、精巣や卵巣からの性ホルモンに依存せずに、発達様式がもともと異なる神経回路があり、その回路の異常が雌または雄のもつ特異的な機能に障害をもたらす可能性が考えられます。
  今後このような神経回路を詳細に調べることができれば、脳の性差、性特異的な機能障害の原因、さらに脳疾患の男女差の解明に近づくことができると期待されます。



問い合わせ先

北里大学一般教育部生物学
浜崎浩子(はまざきひろこ)
TEL 042-778-9454; FAX 042-778-9454
E-mail: hamazaki(ここに@をいれてください)kitasato-u.ac.jp