REVIEW

MAMLD ：胎生期精巣におけるステロイドホルモン産生の新規調節因子宮戸 真美 ），宮戸 健二 ），緒方勤 ，），深見 真紀 ））国立研究開発法人国立成育医療研究センター分子内分泌研究部）国立研究開発法人国立成育医療研究センター生殖・細胞医療研究部）浜松医科大学小児科

ル モ ン 産 生 酵 素 Cyp

はじめに［MAMLD （Mastermined-like domain containing）

a 遺伝子の発現量は低下し］，テストステロンを含むステロイド代謝産物の産生量は減少する［ ， ］．これらのことから，MAMLD はは，男性性分化疾患（ ，XY disorders of sex develop-NR A の調節下において，ステロイドホルモン産生酵

ment : DSD）
，特に尿道下裂の責任遺伝子である［素である CYP］．

A /Cypa 遺伝子の発現調節を介しMAMLD 遺伝子異常の尿道下裂は，胎生期精巣でのテてテストステロン産生に関与し，MAMLD 変異はテス

ストステロン産生量の減少により引き起こされる［ ，］．

トステロン産生障害に起因する ，XY DSD を引き起こ

本稿では，Mamld 遺伝子欠損マウスの解析から明らかすと推測されている．になった胎生期精巣でのテストステロン産生におけるMAMLD の機能について概説する．

しかし，MAMLD 変異が尿道下裂を招く機序は不明であり，MAMLD の生体内における機能は分かっていない．そこで，胎生期精巣のテストステロン産生におけヒト遺伝子とマウス遺伝子る MAMLD の機能を明らかにするために，胎生期の野生型マウス精巣における Mamld 遺伝子の発現解析と，

ヒ ト X 染 色 体 か ら 単 離 さ れ た MAMLD は， ，XY
DSD の責任遺伝子である［］．現在までに，尿道下裂

Mamld 遺伝子欠損マウスを用いた分子学的解析および表現型解析を行った［］．

患者において，MAMLD 遺伝子のナンセンス変異，ミスセンス変異やスプライス変異など複数の機能喪失変異

胎生期の野生型マウス精巣における．マウス相同遺伝子 Mamldが同定されている［ ， ― ］

子の発現遺伝は，ヒト MAMLD 遺伝子と同様に X 染色体上に存在
Mamld 遺伝子は胎生中期から胎生後期のマウス精巣する．に，で発現しており，その発現量は経時的に増加していた（図ヒト MAMLD およびマウス Mamld 翻訳領域の上流）．胎生期のマウス精巣において，テストステロン産には，ステロイドホルモン産生に関わる遺伝子群の発現生は胎生 ．日に開始され，その産生量は胎生 ．日以を調節する NR A の結合配列が存在し，NR A タンパ降増加することが知られている［

これまでに，次のことが明らかになっている．第ク質はこの配列に結合してレポーター遺伝子の転写を活性化する［］．第に，胎生期のマウス精巣において，

(FC)
2.0

Mamld はライディッヒ細胞とセルトリ細胞に強く発現1.5しており，NR A タンパク質と共発現している［］．

1.0に，マウスライディッヒ腫瘍細胞（MLTC ）を用0.5

第0いた Mamld 遺伝子の発現抑制により，ステロイドホ
連絡先：宮戸真美，国立研究開発法人国立成育医療研究セン
ター分子内分泌研究部〒 ―東京都世田谷区大蔵 ― ―TEL ： ――
FAX： ――
E-mail：miyado-m@ncchd.go.jp］．したがって，

図

12.5

13.5 14.5 16.5
㸦⫾⏕᪥㱋㸧

18.5

胎生期の野生型マウス精巣における遺伝子発現遺伝子の発現量は，胎生中期から経時 的 に 増 加 し た．胎 生 ．日を ．とした相対発現量を示す．FC：
Fold Change.

日本生殖内分泌学会雑誌（2015）20 : 19-23

19

宮戸真美

他

表
Female ＋/−（n＝ ）x Male ＋/Y（n＝Female ＋/＋（ ．％）

Female ＋/−（ ．％）

産仔数と産仔の遺伝子型）
Female −/−n/oMale ＋/Y（ ．％）

Male −/Y（ ．％）

Male ＋/Y（ ．％）

Male −/Y（ ．％）

Male ＋/Y（ ．％）

Male −/Yn/oMale ＋/Y（ ．％）

Male −/Yn/oFemale ＋/−（n＝ ）x Male −/Y（n＝ ）Female ＋/＋
n/oFemale ＋/−（ ．％）

Female ＋/＋（n＝ ）x Male ＋/Y（n＝Female ＋/＋（ ．％）

Female ＋/−
n/oFemale ＋/＋（n＝ ）x Male −/Y（n＝Female ＋/＋
n/oFemale ＋/−（ ．％）

Female −/−（ ．％））
Female −/−n/o）Female −/−n/oMamld 遺伝子の欠損マウスはメンデルの法則に従って生まれた．
n/o：得られない．

Mamld 遺伝子の発現量の増加は，胎生期のマウス精巣と同様に，野生型（＋/＋），ヘテロ欠損型（＋/−），において報告されているテストステロン産生量の増加とホモ欠損型（−/−）の種類である．

一致している．また，Mamld 遺伝子は外生殖器原基でそこで，Mamld 遺伝子の欠損マウスの交配実験を行は発現が認められないこと，胎生期のマウス精巣ではテい，得られた産仔数と産仔の遺伝子型を調べた．
メス（母）ストステロン産生に関与する細胞（セルトリ と ラ イがヘテロ欠損型の場合，産仔の遺伝子型の割合はそれぞディッヒ細胞）で発現していること，さらに MAMLD

れ ％前後であり，メス（母）が野生型の場合，産仔の遺伝子はヒト胎児精巣で発現していることが明らかに遺伝子型の割合はそれぞれ ％前後であった（表）．

なっている［ ， ］．これまでの結果から，MAMLD はオス（父）の遺伝子型が異なっても，この割合は変化し胎生期の精巣においてテストステロン産生に関与していなかった．Mamld 遺伝子の欠損マウスはメンデルの法ることが強く示唆される．

則に従って生まれたことから，Mamld 遺伝子のヘミ欠損オスおよびヘテロ欠損メスマウスの妊孕性は，正常で遺伝子欠損マウスの作製あることが明らかになった．

生体内における MAMLD の機能を明らかにするために，Mamld の翻訳開始点を含むエキソン

遺伝子欠損オスマウスの外生殖器所見の領域をネオマイシン耐性遺伝子で置き換え，Mamld 遺伝子欠損

胎生期および出生当日において，Mamld 遺伝子欠損マウスの作製を試みた．得られたマウスの精 巣 で はオスマウスの外生殖器の形態を調べた．MAMLD 変異

Mamld 遺伝子の転写産物および MAMLD タンパク質陽性男性が尿道下裂を示すヒトと異なり［ ， ］，出生が検出されず，目的の Mamld 遺伝子欠損マウスが作当日の Mamld 遺伝子欠損マウスに尿道下裂は認めら製された［れなかった（図］．

）．また，胎生期において，Mamld遺伝子欠損マウスと野生型マウスの外生殖器は同等の形遺伝子欠損マウスの妊孕性態を示した．
次に，胎生期の男性ホルモンに依存して伸長すること一般的に常染色体上にある遺伝子の欠損マウスでは，が知られている肛門性器間距離（anogenital distance）をヘテロ欠損型同士の交配により，すべての遺伝子型の仔測定した．出生当日における Mamld 遺伝子欠損オスを得ることができる．しかし，X 染色体上に存在するマウスの肛門性器間距離は，野生型マウスと比べて違い

Mamld 遺伝子の欠損マウスでは，一度の交配により，がなかった（野生型： ． ± ．

すべての遺伝子型の仔を得ることはできない．また，得られる仔の遺伝子型は，オスでは野生型（＋/Y）と通常のホモ欠損型に相当するヘミ欠損型（−/Y）の種類であり，メスでは常染色体上の遺伝子が欠損した場合

20

日本生殖内分泌学会雑誌

Vol.20 2015

mm，n＝ ；Mamld

欠損： ． ± ． mm，n＝ ）（図）．

MAMLD とステロイドホルモン

図

胎生 ．日のマウス精巣
野生型マウスと同様に，遺伝子欠損マウスの精巣で精細管が認められた．

等の値を示した（表図）．

胎生期のマウス精巣における遺伝子発現

出生当日の外生殖器遺伝子欠損マウスは尿道下裂を示さなかった．肛門性器間距離（＊）は両群間で違いがなかった．矢印：尿道．

胎生期のマウス精巣を用いて遺伝子発現解析を行った
結果，Mamld 遺伝子欠損マウスの精巣において，ライ遺伝子欠損オスマウスの内生殖器所見
胎生期および出生当日において，Mamld 遺伝子欠損

ディッヒ細胞特異的に発現する遺伝子（Star，Cypa ，Cypa ，Hsd b ）の発現量が有意に低下していた（図）．しかし，セルトリ細胞特異的に発現しているマウスの精巣の形態を調べた．組織学的な解析により，

Amh，Sox 遺伝子，ライディッヒ細胞とセルトリ細胞

Mamld 遺伝子欠損マウスの精巣には正常な精細管が観に発現して い る Nr a ，Gata 遺 伝 子 の 発 現 量 は，察された（図Mamld 遺伝子欠損マウスと野生型マウスで違いがな）．免疫組織化学による解析の結果，胎生期の Mamld 遺伝子欠損マウスの精巣は，野生型マかった．
（図ウスと比べて違いがなく，セルトリ細胞，ライディッヒと管周細胞に発現している Ar 遺伝子，生殖細胞特異的）．さらに，ライディッヒ細胞と生殖細胞細胞，生殖細胞は正常に発生・分化していることが明らに発現している Ddx 遺伝子の発現量は両群間で違いがかになった．また，野生型マウスと同様に，Mamld 遺なかった．このことから，MAMLD は，胎生期の精巣伝子欠損マウスにおいて精巣下降が認められ，出生当日においてライディッヒ細胞特異的に発現する遺伝子の発の精巣重量は両群間で違いがなかった（野生型： ． ±現制御に関与していると推測される．

． mg，n＝ ；Mamld 欠損： ． ± ．

mg，n＝変異陽性男性と）．
次に，胎生 ．日の精巣を用いて，ステロイド代謝産遺伝子欠損オ

スマウスにおける表現型の相違

物含有量を測定した．胎生期の Mamld 遺伝子欠損マ
ウスにおける精巣内のテストステロンとその他のステロ

これまでの解析から，MAMLD 変異陽性男性は尿道イド代謝産物の含有量は，野生型マウスと比べてほぼ同下裂を示すが，Mamld 遺伝子欠損オスマウスは尿道下表

精巣内のステロイド代謝産物含有量（胎生 ．日， ＝Pregnenolone（pg/two testes）
Progesterone（pg/two testes）―OH pregnenolone（pg/two testes）―OH progesterone（pg/two testes）
Androstenedione（ng/two testes）
Testosterone（ng/two testes））

野生型マウス

Mamld 欠損マウス

．± ．
．± ．
．± ．
．± ．
． ± ．
． ± ．

．± ．
．± ．
．± ．
．± ．
． ± ．
． ± ．

値は平均±標準誤差で示す．
ステロイド代謝産物含有量は，両群間でほぼ同等であった．

REVIEW21ࢃࡾ࡟⏝ᩥ⊩

宮戸真美

他

ࣛ࢖ࢹ࢕ࢵࣄ⣽⬊≉␗ⓗ࡟Ⓨ⌧ࡍࡿ㑇ఏᏊ
(FC)
2.0
1.5
1.0

Star(FC)
1.5

Cyp11a1

*

1.0

*

*

0.5

0.50

*0

14.5 16.5 18.5㸦⫾⏕᪥㱋㸧

(FC)
2.0

Cyp17a1*

1.0

1.0Amh

*

0.50

図

*

0.5
0

14.5 16.5 18.5㸦⫾⏕᪥㱋㸧

14.5 16.5 18.5㸦⫾⏕᪥㱋㸧

(FC)
1.5

Sox9(FC)
1.5

Nr5a1

(FC)
1.5

1.0

1.0

0.5

0.5

0.5

0

14.5 16.5 18.5㸦⫾⏕᪥㱋㸧

** *14.5 16.5 18.5㸦⫾⏕᪥㱋㸧

1.0

14.5 16.5 18.5㸦⫾⏕᪥㱋㸧

Hsd3b1ࣛ࢖ࢹ࢕ࢵࣄ࡜ࢭࣝࢺࣜ⣽⬊࡟Ⓨ⌧ࡍࡿ㑇ఏᏊࢭࣝࢺࣜ⣽⬊≉␗ⓗ࡟Ⓨ⌧ࡍࡿ㑇ఏᏊ
(FC)
1.5

*1.5(FC)
2.5
2.0
1.5
1.00.50014.5 16.5 18.5㸦⫾⏕᪥㱋㸧0Gata4

14.5 16.5 18.5㸦⫾⏕᪥㱋㸧

胎生期のマウス精巣における遺伝子発現遺伝子欠損マウスにおいて，ライディッヒ細胞特異的に発現する遺伝子の発現量が有意に低下していた．胎生．日の野生型を ．とした相対発現量を示す．FC：Fold Change，＊： ＜ ． ．白色棒：野生型マウス，灰色棒：
遺伝子欠損マウス．

NR5A1
MAMLD1路を経由してテストステロンが産生され，マウスでは主にΔ 経路を経由してテストステロンが産生される．このように，ヒトとマウスでは，ステロイドホルモン産生ࣛ࢖ࢹ࢕ࢵࣄ⣽⬊≉␗ⓗⓎ⌧㑇ఏᏊࢸࢫࢺࢫࢸࣟࣥ⏘⏕㸦እ⏕Ṫჾࡢ⏨ᛶ໬㸧
図

胎生期精巣における MAMLD の機能
胎 生 期 精 巣 で は，MAMLD は ラ イ
ディッヒ細胞特異的に発現する遺伝子の発現調節を介して，テストステロン産生に関与している．の主要な経路が異なる．また，動物種により，酵素活性に必要なコファクターが異なることも考えられる．
以上の成績から，胎生期精巣では，MAMLD は NR
A の調節下において CYP

A /Cypa 遺伝子などのライディッヒ細胞特異的に発現する遺伝子の発現調節を介して，テストステロン産生に関与し，外生殖器の男性化に寄与している（図）と推測される．なお，ヒトとマウスの表現型の違いは，MAMLD には種特異的作用があることを示唆する．

裂を示さず，ヒトとマウスでは MAMLD /Mamld 遺伝子異常の表現型に違いがあることが明らかになった．

おわりにこの違いがみられる理由として，尿道形成期におけるヒトとマウスの違いが挙げられる［ ］．ヒトの尿道形成

これまでの解析から，MAMLD の胎生期精巣におけ期は妊娠初期の数週間であり，尿道形成期と精巣内テスる機能が明らかになった．胎生期精巣では，MAMLDトステロン量のピークは一致することが報告されていはライディッヒ細胞特異的に発現する遺伝子の発現調節る．一方，マウスの尿道形成期は妊娠後期の数日間であを介して，テストステロン産生に関与していると推測さり，尿道形成期と精巣内テストステロン量のピークは一れる．今後，出生後の Mamld 遺伝子欠損マウスを用致しない．このことから，ヒトとマウスでは，尿道形成いた解析により，胎生期精巣のみならず，出生後の精巣期に必要なテストステロン量が異なると推測される．次および卵巣における MAMLD の機能が解明されると期に，胎生期精巣でのテストステロン産生におけるヒトと待される．

マウスの違いが挙げられる［ ］．ヒトでは主にΔ 経22

日本生殖内分泌学会雑誌

Vol.20 2015

MAMLD とステロイドホルモン

引用文献．Fukami M, Wada Y, Miyabayashi K, Nishino I, HasegawaT, Nordenskjöld A, Camerino G, Kretz C, Buj-Bello A,Laporte J, Yamada G, Morohashi K, Ogata T（）CXorf
is a causative gene for hypospadias. Nat Genet,.
．Yamada G, Satoh Y, Baskin LS, Cunha GR（）Cellularand molecular mechanisms of development of the externalgenitalia. Differentiation ,- .
．Kalfa N, Liu B, Klein O, Audran F, Wang MH, Mei C,
Sultan C, Baskin LS（）Mutations of CXorf are associated with a range of severities of hypospadias. Eur J Endocrinol,- .
．Ogata T, Laporte J, Fukami M（）MAMLD （CXorf ）:a new gene involved in hypospadias. Horm Res,.
．Igarashi M, Wada Y, Kojima Y, Miyado M, Nakamura M,Muroya K, Mizuno K, Hayashi Y, Nonomura K, Kohri K,Ogata T, Fukami M（）Novel Splice Site Mutation inMAMLD in a Patient with Hypospadias. Sex Dev, inpress.

．Fukami M, Wada Y, Okada M, Kato F, Katsumata N,Baba T, Morohashi K, Laporte J, Kitagawa M, Ogata T（）Mastermind-like domain-containing （MAMLD orCXorf ）transactivates the Hes promoter, augments testosterone production, and contains the SF target sequence.
J Biol Chem,.
．Nakamura M, Fukami M, Sugawa F, Miyado M, Nonomura
K, Ogata T（）Mamld knockdown reduces testosterone production and Cyp a expression in mouse Leydigtumor cells. PloS One , e.
．Miyado M, Nakamura M, Miyado K, Morohashi K, Sano
S, Nagata E, Fukami M, Ogata T（）Mamld
deficiency significantly reduces mRNA expression levels ofmultiple genes expressed in mouse fetal Leydig cells butpermits normal genital and reproductive development. Endocrinology,.
．O’Shaughnessy PJ, Baker P, Sohnius U, Haavisto AM,Charlton HM, Huhtaniemi I（）Fetal development ofLeydig cell activity in the mouse is independent of pituitary gonadotroph function. Endocrinology,.
．Scott HM, Mason JI, Sharpe RM（）Steroidogenesis in
the fetal testis and its susceptibility to disruption by exogenous compounds. Endocr Rev ,- .

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