研究者らは、天然に存在する化合物が加齢に伴う生殖細胞の減少を逆転させ、高齢の雌マウスの生殖能力を向上させ、より多くの子孫を産むことができることを発見しました。この発見は、いつか人間の生殖能力を改善する治療法の開発に役立つ可能性がある。
女性が年齢を重ねるにつれて、女性の卵巣内の未熟な卵細胞（卵母細胞と呼ばれる）が変性して数が減少し、自然妊娠や体外受精などの生殖補助医療による妊娠がより困難になります。女性は一定数の卵母細胞を持ち、卵巣の外層にある卵胞内で成熟します。各生殖周期中に、いくつかの卵胞が発育し始め、通常、1 個の卵母細胞が成熟卵になり、各周期で卵胞から排出されます。
スペルミジンはもともと精子から単離された化合物ですが、現在では多くの種類の細胞で機能することが知られています。スペルミジンに関する研究では、スペルミジンが酵母、ハエ、線虫、人間の免疫細胞の寿命を延ばすことが示されています。動物モデルでの研究では、スペルミンには老化防止特性があり、マウスの心血管疾患やショウジョウバエの認知機能低下などの加齢に伴う問題を軽減することが示されています。
しかし、スペルミジンの卵母細胞に対する影響は不明です。そこで新しい研究では、研究者らはこの化合物を年老いたメスのマウスでテストし、何らかの効果が得られるかどうかを確認した。まず、若いマウスと中年マウスの卵巣組織を比較したところ、年老いたマウスの組織にはスペルミジンがはるかに少ないことがわかりました。また、卵子の質も悪く、卵胞も変性しています。
卵母細胞の状態がスペルミンレベルの低下に関連しているかどうかを調べるために、研究者らは数匹の老マウスにこの化合物を注射した。スペルミン強化グループのマウスの卵母細胞は、対照グループのマウスに比べてより速く発育し、欠陥が少なくなりました。また、マウスは卵胞の数も多く、これは卵子の数と質を推定するために人間で一般的に使用される方法です。経口サプリメントとしてスペルミジンをマウスの飲料水に加えても、同じ結果が得られました。
研究者らは、スペルミンが胚盤胞（胚に成長する分裂細胞のグループ）の形成の成功率を高めることを観察しました。スペルミンを摂取した後に自然に妊娠した高齢のマウスは、同年齢の対照マウスに比べて、一腹あたりのマウスの数が約2倍でした。
綿密な研究の結果、さまざまな年齢のマウスの卵母細胞からRNAを配列したところ、細胞のエネルギー産生と細胞残骸の除去プロセスに関連する遺伝子が、若いマウス、老マウス、およびスペルミジンを摂取した老マウスで異なる発現パターンを示していることが判明した。
スペルミンを与えられたマウスの卵母細胞は、細胞残骸を除去する能力を回復し、ミトコンドリア機能が強化されました。老化の主な特徴である酸化ストレス下にあるブタ卵母細胞でも同様の効果が見られ、スペルミジンの作用機序が種を超えて類似していることが示唆された。
研究者らが実験室で培養した卵母細胞を、損傷したミトコンドリアの除去（マイトファジー）を阻害する分子で処理したところ、スペルミジンで処理した細胞は未処理の細胞よりもはるかにゆっくりと成熟することがわかり、この化合物が細胞の浄化プロセスと連携して老化防止効果を生み出すことをさらに示唆した。
「スペルミジンには老化防止作用があることはすでにわかっていましたが、その重大な効果には驚きました」と研究の責任著者であるXiong Bo氏は述べた。
この研究結果は医学界に大きな関心を引き起こした。
「これらの発見は深遠です」とメルボルンの体外受精および王立女性病院の婦人科および不妊治療の専門家であるアレックス・ポリアコフ氏は述べた。 「過去数十年間で不妊治療は大きく進歩し、体外受精の成功率は劇的に向上しましたが、体外受精では卵子の質と量に対する年齢の影響を打ち消すことができないため、女性の年齢が依然として成功への大きな障壁となっています。生殖医療の聖杯は、卵巣に対する年齢の影響を逆転させることができる技術または治療法です。Zhangらはそれを発見したようです。」
研究者らの次のステップは、これらの結果が人間に適用されるかどうかを確認することです。彼らは、どのくらいの用量のスペルミジンが安全で効果的であるか、またこの化合物が他の体のプロセスに影響を与えるかどうかを判断するために、人間の卵母細胞に対するスペルミジンの生殖能力促進効果を実験室でテストする予定です。
「人間の生殖能力を向上させるためにスペルミジンを応用する前に、これらの問題を解決するための正確な臨床試験が必要です」とXiong氏は述べた。
この研究はNature Aging誌に掲載された。