新しい研究は、体内の循環系を抑制することによって、人間の卵子が数十年間生存し続けることができることを示しています。科学者たちは100個以上の提供されたばかりの卵を研究し、タンパク質の分解を遅らせることがDNAに損傷を与える可能性のある有害な副産物を減らすのに役立つことを発見しました。卵は排卵前に最終的な「春の大掃除」も行われ、老廃物が除去され、品質を維持するために重要な成分が再配置されます。
人間の卵子は体内の細胞の中で最も寿命が長く、呼び出されるまで何十年も休眠状態にあることがよくあります。 European Journal of Molecular Biology に発表された新しい研究は、これらの細胞が成熟するにつれて、内部の老廃物処理機構の活動を積極的に低下させることを示しています。この速度の低下は、代謝レベルを長期間にわたって低く保ち、細胞の損傷を最小限に抑えるために設計された進化の適応であると考えられます。
「この種のデータセットとしては最大の100個以上の新たに提供された卵子を調べることで、細胞が何年も原始的な状態を維持するのに役立つ驚くほどミニマルな戦略を発見した」と、この研究の責任著者であり、バルセロナのゲノム制御センター（CRG）のグループリーダーであるエルバン・ボーケ博士は述べた。
女性は100～200万個の未熟な卵子を持って生まれますが、閉経期までにその数は徐々に数百個に減少します。それぞれの卵子は、生殖に参加するまでに最長 50 年間、良好な状態を維持する必要があります。この研究は、これらの細胞がどのようにして長期間その完全性を維持できるのかを明らかにしました。
すべての細胞内で、タンパク質のリサイクルは重要な「家庭」の仕事です。リソソームとプロテアソームは古いタンパク質や損傷したタンパク質を分解する働きをします。ただし、このプロセスではエネルギーが消費され、DNA や細胞膜に損傷を与える可能性がある有害な分子である活性酸素種 (ROS) が生成されます。研究者らはこの研究でROSを直接測定しなかったが、タンパク質の循環速度を遅くすることで、卵は適切な基本的な生命維持活動を維持しながらROSの生成を制限できると提案している。
この発見は、2022年に研究チームが発表した初期の研究と一致しており、ヒト卵母細胞は重要な代謝反応を意図的に回避して活性酸素種（ROS）の生成をさらに減少させていることが判明した。 2 つの研究を総合すると、卵は代謝活動を低下させ、可能な限り長期間にわたって損傷から身を守るためにさまざまな戦略を採用していることがわかります。
ヒトの未熟卵母細胞を固定し、細胞内小器官マーカーで免疫標識しました。ミトコンドリアはオレンジ色、小胞体はラベンダー色、アクチン細胞骨格は緑色で示されています。 DNA は水色で表示されます。画像クレジット: Gabriele Zaffagnini/遺伝子制御センター
この発見は、バルセロナの不妊治療クリニック、デクセウス・ムジェル氏が19歳から34歳までの21人の健康なドナーから100個以上の卵子を採取した後に行われたが、そのうち70個は受精の準備ができており、30個は未熟な卵母細胞だった。彼らは蛍光プローブを使用して、生細胞内のリソソーム、プロテアソーム、ミトコンドリアの活性を追跡しました。 3 つの活動すべての測定値は、卵自体を取り囲む支持細胞よりも約 50% 低く、細胞が成熟するにつれて測定値はさらに低下しました。
ライブイメージングでは、排卵前の最後の数時間に、卵子がリソソームを周囲の体液中に放出していることが示されています。同時に、ミトコンドリアとプロテアソームが細胞の外縁に移動します。筆頭著者のガブリエレ・ザファニーニ博士は、「これは一種の『春の大掃除』で、人間の卵にそんなことができるとは知らなかった」と述べた。
この研究は、健康なヒト卵子を女性から直接採取するこれまでで最大規模のものである。これまで、ほとんどの実験室研究はペトリ皿内で人工的に成熟した卵子に依存していましたが、そのような体外で成熟した卵母細胞はしばしば異常な挙動を示し、体外受精の結果不良につながる可能性があります。
この研究は、世界中で毎年行われる何百万もの体外受精（IVF）処置の成功率を向上させる新たな戦略につながる可能性がある。 「不妊症の患者には、卵子の代謝を改善するためにサプリメントを摂取するよう勧められることがよくありますが、現時点では、これらのサプリメントが妊娠結果に何らかの効果をもたらすという証拠はありません」とボーケ博士は言う。
彼女はさらに、「提供されたばかりの卵子を観察することで、卵子の自然な穏やかな代謝を維持するという逆のアプローチが、卵子の品質を維持するより良い方法である可能性があるという証拠を発見しました。」と付け加えた。
研究チームは現在、高齢のドナーと失敗した体外受精サイクルからの卵子を調べて、細胞の老廃物処理ユニットの活動の制限が年齢や病気によって崩れるかどうかを確認する予定だ。
/scitechdaily から編集