ト ピ ック ス

魚類卵成熟の研究から発見された新規ステロイド膜受容体
静岡大学理学部生物科学科

徳元 俊伸!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

はじめにを下げ，mRNA の合成を介さないノンゲノミック反応により卵成熟促進因子（MPF）の活性化をもたらすとステロイドホルモンの一種である１７α，２０β―dihydroxy―４―

いうシグナル伝達経路である［４］（図１）．卵膜上の受prognen―３―one（１７，２０β―DHP）は，魚類の卵成熟 誘 起容体の分子実体については，ヒトデにおいて，卵細胞膜ホルモンとして脊椎動物で初めて同定されたステロイド上に卵成熟誘起ホルモン結合活性が存在することが生化である［１］．ステロイドホルモンの作用は，受容体と学的に示された［５］．その後，同様の結合活性は魚類，して核内受容体が古くから同定され，解析が進められて両生類においても検出され，細胞膜上の新規受容体を分いたため，一般にステロイドホルモンは核内受容体を介離精製しようという試みが長年にわたって続けられてきして作用するものと考えられてきた．ところが，種々のた．多くの試みが失敗に終わったことから，ステロイド実験から，卵成熟誘起において，このホルモンは核内受膜受容体の存在が疑問視される結果にもなった．

容体ではなく細胞膜表面のステロイド膜受容体を介してしかし，ついにその難問に解答を与える候補分子が突作用すると予想された．そのため２５年以上もの間，ステき止められた［６］．部分精製した膜画分に対して作製

ロイド膜受容体の同定に向け多くの努力がはらわれたされたモノクローナル抗体群から卵成熟誘起ホルモンのが，同定には至らなかった．しかし，テキサス大学の Tho-ステロイド結合を阻害するものを選別するという方法に

mas らにより，ついに卵成熟誘起ステロイドの膜受容体より，候補分子を認識する抗体が分離され，その抗体を候補である mPR 分子が発見された．本稿ではプロゲス用いたイムノスクリーニング法による遺伝子クローニンチンのノンゲノミック反応誘起を介在すると推定されるグの結果，受容体候補遺伝子が同定された．候補遺伝子

mPR の発見から最近の知見をまとめた．の推定アミノ酸配列や遺伝子を用いたその後の解析か

mPR の発見と卵成熟誘起における役割

ら，この遺伝子がこれまでの実験から推定されてきた卵成熟誘起ホルモン受容体の性質をすべて兼ね備えていプロゲステロンをカエルやサカナの卵母細胞に作用さた．すなわち，細胞膜上に存在する G タンパク質共役せると数時間で卵核胞の消失が誘導されるが，この反応型受容体の典型的な構造である７回膜貫通型の構造をとはアクチノマイシン D で阻害されないことやホルモンり，培養細胞や大腸菌で発現したリコンビナントタンパの暴露が数分で十分であることなどから，受容体が卵膜ク質は，プロゲスチンに対してホルモン受容体の結合特上にあることが示唆されていた．さらに卵成熟誘起ホル性を示した．さらに，この遺伝子のモルフォリノアンチモンの受容体が卵の細胞膜上にあるということの決定的センスオリゴによるノックダウン実験により，卵成熟がな証拠として，アガロースビーズにステロイドを共有結阻害されるという決定的な証拠も得られた．これらの事合させた不溶性のステロイドホルモンによっても卵成熟

実は，この分子が卵成熟研究者の追い求めてきた卵成熟が誘導されるという実験結果が，アフリカツメガエルで誘起ホルモン受容体そのものであることを強く指示する最初に示された［２，３］．そして，この結果は，ステロ衝撃的な報告であった．この分子は細胞膜上のプロゲスイドを顕微注入しても成熟を誘起しないという結果によチン受容体 membrane progestin receptor（mPR）と名り支持された．その後，卵母細胞を体外に取り出して減付けられた．mPR の最初の分子は発見者である Thomas

数分裂誘導実験が可能であるという利点を生かして，両らの研究グループで，長年卵成熟の研究に用いられてき生類，魚類，無脊椎動物など各種動物の卵を用いた試験

た Spotted seatrout というスズキ科のサカナから上記の管内実験により，卵成熟誘起ホルモン刺激により開始さ方法により同定されたが，すぐにオーソログの解析が進れる卵細胞内シグナル伝達経路が推定された．それは，められ，mPR には３種類の遺伝子があり，脊椎動物間卵成熟誘起ホルモンが卵細胞膜上の抑制性 G タンパクで保存された分子種であることが明らかにされた［７］．

質を介在する受容体に作用し，卵細胞内の cAMP 濃度

その後さらにゲノムレベルでの解析が進められ，同時期

日本生殖内分泌学会雑誌（2008）13 : 49-51

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TOPICS

組織分布を示すものの，mPR 分子はあらゆる組織で発現することが，ヒトではドットブロット解析により［７］，魚類では RT―PCR 解析により，明らかになった．このことから，これまでその作用機序が明確でなかったさま
ざまな組織におけるプロゲスチンの誘導する素早いノンゲノミック反応を mPR 分子が介在する可能性が考えられる．

おわりにmPR 分子の発見について発表した２００３年の原著論文は，大きな衝撃を与えるとともに多くの疑問をも与える
図１

魚類の卵成熟誘起メカニズム報告となった［６，７］．主な点は，大腸菌で発現したリコンビナント mPR 分子がプロゲスチン結合活性を示したことや，Spotted seatrout の卵成熟誘起ホルモンとさに同定された AdipoQ 受容体と相同性を示す１１遺伝子かれる２０β―S に対してよりもプロゲステロンの方がより高らなる新規 GPCR ファミリーを形成することが明らか

い親和性を示した点が挙げられる．一方，ヒト mPR 分になり，progestin and adipoQ receptors（PAQR）ファ子の機能解析に早くから取り組んできた Gellersen らにミリーと命名された［８］．このファミリーの中では，より，そのプロゲステロン結合性，細胞内局在について，mPR 分子のα，β，γの３種類はそれぞれ PAQR７，８と異なる実験結果が提出された［１４］．Thomas らはその５に対応する．mPR 分子の生理機能については，卵成熟後，遺伝子導入培養細胞株に mPR 分子を発現させる実誘起におけるプロゲスチン受容体としての機能がゼブラ

験系に移行し，Spotted

フィッシュ，キンギョでも確認された［９］．

ホルモン結合特性について再検討した［１５］．その結果，また，キンギョやゼブラフィッシュの卵を用いた実験

seatrout とヒトの mPR 分子の培養細胞で発現させた Spotted

seatrout の mPR 分子はから合成エストロゲンであるジエチルスチルベストロー

２０β―S に高い特異性をもつことが確認された．また，セル（DES）が卵成熟を直接誘起する作用をもつことが発

ルソーターを用いた解析結果により，mPR 分子が細胞見された［１０］．さらに DES はキンギョの mPRα 分子膜上に局在する点についても新たなる証拠を示しているに結合することが，培養細胞で発現された mPRα 分子［１６］．つい最近，これまでの一連の mPR 研究の歴史にとの結合実験により直接に証明された［１１］（図１）．こついて，Gellersen らにより総説が発表された［１７］．彼れらの結果は，mPRα 分子が卵成熟誘起ホルモン受容体らも書いているように mPR 分子の発見は近年の内分泌であることを示す，さらなる証拠と位置づけられる．そ学上最も注目すべきものであり，この分子がプロゲスチの他，間接的なデータではあるが，卵成熟過程におけるンのノンゲノミック反応を介在する中心的な分子である

遺伝子発現の変動について，ゼブラフィッシュやニジマ可能性が高い．この論争に決着をつけるためにも，mPR

スで調べられている［１２，１３］．減数分裂誘導における分子群のステロイド結合部位の構造決定や細胞内局在に卵のホルモン感受性は Maturational competence（MC）

ついての確たるデータが望まれ，今後の研究の進展が期と呼ばれ，卵が最大径に成長するタイミングで獲得され待される．

る．キンギョでの解析結果も含め mPR 分子の発現量とMC の獲得には対応関係は見られず，mPR 分子自体の謝辞

発現は卵形成の早い段階から始まることが明らかになっ本稿の執筆の機会を与えていただいた早稲田大の筒井和義教授に深謝いたします．

た．したがって，MC 獲得時には mPR 分子の翻訳後修飾等による構造変化などが関わっていることが予想される．
mPR 分子のα，β，γの３種類はそれぞれ異なった50

日本生殖内分泌学会雑誌

Vol.13 2008

TOPICS文

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