学術奨励賞受賞論文

エストロゲンによるビタミンＡ作用の攪乱松田学

東京大学大学院理学系研究科生物科学専攻

はじめにウスへの精巣片移植による生殖腺機能調節システムの雄性化を報告し［１］，その後の脳や生殖腺などの性分化多細胞生物にとってホルモンをはじめとする細胞間のに関する研究の礎を築きました．この研究に刺激を受け情報伝達系が重要な働きを担っています．特に，生殖やた高杉らは，周生期マウスのエストロゲン曝露が，２つ発生に関わる情報は，ある程度のゆらぎを許容しつつも，の経路で成熟後の腟上皮の連続的な異常増殖を引き起こ厳密に伝達されるべき進化的必然性があると思われますことを発見しました［２］．つまり，脳機能の異常にす．さて，物質文明はいろいろな化学物質を生産し役立よるエストロゲン分泌過剰と，腟自体の異常です．後者ててきましたが，その一方で，人間活動により産生されは卵巣非依存性の腟上皮の異常，もしくは単に腟の不可る物質の中には，正常な生体情報伝達系を阻害するもの逆的変化と呼ばれていて，エストロゲンが周生期腟に直が含まれ，ヒトや野生動物において個体の健康や種の存接作用して引き起こされる変化です（図１）．のちに続を脅かしている例は，枚挙に暇がありません．中でも，Cunha らにより，この不可逆的変化は腟の間充織に生ノニルフェノールやベンゾフェノンなどの工業材料やスじることが示されました［３］．こうした周生期エストチルベストロール薬剤などは，エストロゲンに類似したロゲン曝露による腟の不可逆的変化という現象は，その作用をもち，脊椎動物に強い生殖毒性を示します．現在，後日本でも守・井口らこれらの物質の環境中への排出をできるだけ減らすため的に研究が進められ［４，５］，さらに現在，佐藤友美博の施策とともに，曝露予防策や曝露による毒性を最小限士（横浜市大）や筆者らに引き継がれています．さて，に止めるための善後策を立てることが，早急に求められエストロゲン様物質がどのように周生期の腟組織に働いていますが，後者に先立って，まず毒性の作用機構を理て，腟の不可逆的変化を引き起こすのでしょうか．その解する必要があります．私たちは周生期マウスの生殖輸

情報伝達機構を分子の言葉で説明することが私たち管をモデルに用いて，エストロゲン様内分泌攪乱物質の三世代第二世代の研究者により精力第に課せられた当面の課題であります．

毒性作用機構の解明を目指しています．

エストロゲン作用に対するビタミンＡの修飾作用
エストロゲンによって生じる腟の不可逆的変化
周生期腟に対するエストロゲンの毒性作用機構の理解
ホルモンの作用は個体の発生段階によって異なることに向けて，先達によって明らかになった２つのヒントをが多く，特に器官が形作られる時期には，特定のホルモンに非常に敏感に反応する特定の期間，いわゆる「臨界期」が存在します．たとえば，哺乳類の成体において生殖輸管の機能調節に重要な役割を担うエストロゲンも，胎児期・周生期には強力な毒として同器官に作用してしまいます．器官形成期の性ホルモン内分泌系の攪乱に関する実験形態学の歴史は「内分泌攪乱」という概念の歴史より長く，たとえば1936年に Pfeiffer らは，新生児マ連絡先：松田 学，東京大学大学院理学系研究科生物科学専
攻，〒113-0033 東京都文京区本郷7-3-1
TEL: 03-5841-4436
FAX: 03-5841-4439
E-mail: matsudam@biol.s.u-tokyo.ac.jp�����������������

図１

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周生期エストロゲン様物質曝露によってマウス腟上皮の異常増殖を生じる２つの作用経路

日本生殖内分泌学会雑誌（2003）８：41-4441

松田 学

私たちは拠り所としています．１つは，ビタミンＡをエルエステルから，レチナールやその還元型であるレチノストロゲンと同時に周生期マウスに投与するとエストロールとして腸から吸収されたのち，多くはレチニルエスゲン単独投与でみられるような腟の不可逆的変化が生じテルに変換されてキロミクロンに取り込まれ，肝臓を経ないこと，つまり，ビタミンＡがエストロゲン作用を抑由して各組織に遊離レチノールとして分配されます．細制するという現象［６］．もう１つは，周生期マウスに胞内に取り込まれたレチノールは，エステル化されて貯FGF7を投与すると，エストロゲン曝露時と同様，卵巣蔵されるほかは，そのまま，もしくは酸化酵素によりレ非依存性の腟上皮の異常増殖が生じる，という知見です

チナールやレチノイン酸へとかたちを変えた後，膜成分［７］．前者の現象をもう少し詳しく調べてみると，母親や核内受容体転写因子のリガンドとして働き，さまざまに妊娠後期からビタミンＡ欠乏餌を与えてエストロゲンな細胞生理の機能調節に関っています．さて，こうした毒性作用の臨界期にビタミンＡ欠乏状態に置かれた個体

ビタミンＡ類は，細胞内外で特異的な結合タンパク質にでは，毒性作用が発現するエストロゲン濃度閾値が低下結合して存在しています．このレチノイド結合タンパクすること，すなわち，エストロゲンに対する感受性が高質は，単に脂溶性の強いビタミンＡを血液や細胞質中にまることが分かりました［８］．周生期腟におけるエス安定に存在させる働きをもつばかりではなく，ビタミントロゲンとビタミンＡの関係を整理してみると（図２），Ａの各種酵素へのアクセシビリティを制御して，ビタミ腟上皮の異常が発現するかどうかは，エストロゲンとビンＡ代謝を調節しているようです［10］．私は，これらタミンＡとの微妙なバランスで決まることが想像されま

ビタミンＡの代謝関連酵素，結合タンパク質，核内受容す．このことは，「ビタミンＡがエストロゲン作用を抑体のなかで，周生期マウス腟組織においてエストロゲン制する」という現象を，「エストロゲンがビタミンＡ作を作用させた時に発現量が変化するものがないか，調べ用を抑制する」という文脈に置き換えて説明が可能であてみました．すると，泥臭いスクリーニング作業が功奏ることを示しています．それまで「ビタミンＡによるエし，２型細胞内レチノール結合タンパク質（RBP2）のストロゲン作用の抑制」という考えに固まっていた私た

mRNA 量が，エストロゲン刺激により著しく増加する

ちにとっては［９］，この発想の転換は小さな「発見」ことが分かりました．RBP2は小腸の吸収上皮に特異的でした．そこで，後者の視点に立って，エストロゲンにに発現するタンパクとして知られていたため［11］，私

よってビタミンＡの代謝になんらかの変化があるのでははなんらかのコンタミネーションではないかとの不安にないかと，エストロゲン投与後の周生期マウス腟におけ駆られて何度も確認作業を行いましたが，結果は覆りまるビタミンＡ代謝関連遺伝子の発現変化を調べるに至っ

せ ん で し た．そ れ ば か り か， エ ス ト ロ ゲ ン による腟

たわけです．

RBP2遺伝子発現の誘導は，エストロゲンが腟に不可逆的変化を引き起こすことのできる臨界期に特異的な現象

ビタミンＡ結合タンパク質であることや，エストロゲン用量依存的であることが次々と明らかになりました．RBP2は小腸上皮で食物か

ビタミンＡは，植物由来のβカロチンや動物のレチニ

図２42

周生期マウス膣の不可逆的変化の発現に対するエストロゲンとビタミン A の影響

日本生殖内分泌学会雑誌

Vol. 82003

ら吸収したレチナールを捕捉して，その還元やエステル

図３

ビタミン A の細胞内代謝とビタミン A 結合タンパク質の働きエストロゲンによるビタミンＡ作用の攪乱化を促します ( 図３）．RBP2の腟での作用は推測の域を［14 15］．器官形成期にエストロゲンが示す毒性の作用出ませんが，１．エストロゲン曝露による急激な RBP2機構は，雌雄でかなり共通していることが予想されます．

発現誘導により細胞は酸化型ビタミンＡの欠乏状態に陥る，もしくは，２．エストロゲン曝露によりなんらかのこれからの展望

細胞内ビタミンＡ利用の必要性が生じて RBP2発現が誘導されるが細胞外からの取り込みが追いつかない，など

エストロゲン様物質の生殖輸管系に対する直接的毒性の事由により細胞内ビタミンＡの欠乏状態が生じること作用の分子機構に関する私たちの理解は，一定の進展をが，腟の分化を狂わせるのではないかと考えると，図２みせました．しかし，これは未知の情報仲介物質の存在に示したビタミンＡ作用とエストロゲン作用の相互関係という，新たな問いを浮き彫りにしたにすぎないとも言と符合します．

えます．今後は DNA マイクロアレイなどの技術を取り入れて，スクリーニングの速度を速め，近い将来，さらFGF7と上皮 - 間充織相互作用に深い理解の地平に到達できるものと期待しています．
他方，エストロゲン毒性に対する感受性をビタミンＡ欠前述しましたが，エストロゲン様物質が周生期腟に引乏が高めるという事実は，複合汚染による内分泌攪乱物

き起こす不可逆的変化の最終的な作用点は間充織だと思質の環境毒性の相乗効果を示唆しています．ビタミンＡ

われます．一方，RBP2の発現部位を調べてみると，上情報伝達系を攪乱する物質に関する研究報告を私はまだ皮細胞に発現しているという知見が得られました．上皮

知りませんが，環境汚染の進んだ地域で体内ビタミンＡの変化が，腟の不可逆的変化にほんとうに関与している量の低下がみられるとの不穏な情報もあり，今後のよりのでしょうか．この問いには，２つめのヒント，すなわ

詳細な調査が待たれるところです．将来，ビタミンＡ代

ち FGF7に関する研究結果が光を投げてくれました．

謝を調節することによりエストロゲン様物質の環境毒性FGF7を周生期マウスに投与すると腟に不可逆的変化がを軽減する手法が考案されるかもしれません．私たちの生じ，卵巣非依存性の上皮の連続増殖が起こります．私

基礎研究が，エストロゲン様内分泌攪乱物質による毒性たちの最近の研究により，この FGF7の作用が腟組織に作用の発現予防や中和，あるいは生殖輸管の正常発生の対する直接作用であり，また，エストロゲン様物質によ理解に役立てば幸いです．

る腟の不可逆的変化も，じつは FGF7の仲介により生じる と い う 証 拠 が 得 ら れ ま し た［12，13］． さ て， こ のFGF7は主に間充織で産生されますが，その受容体は上皮にのみ局在しているようです．つまり，FGF7によって生じる上皮の変化が，やがて間充織に不可逆的な変化をもたらすことを示唆しています．このことはまた，まだ知られていない，上皮から間充織への分化シグナル因子が存在することを暗示しています．

雄性生殖輸管に対するエストロゲン毒性
RBP2は周生期マウスの雄の生殖輸管上皮でも，エストロゲンにより発現が誘導されました．生殖輸管は雌雄で発生の由来が異なるものの，器官形成期のホルモン応答能に関して，かなり似た性質をもつようです．実際，周生期マウスのエストロゲン様物質への曝露は，雌において腟の分化を狂わせるのと似たように，雄においても生殖輸管の機能不全が生じ，やがて精子の量的・質的劣化を引き起こすに至ると考えられています．面白いことに，こうした雄でのエストロゲン様物質の毒性作用の一部は，高濃度のビタミンＡ存在下では抑制されました

謝辞
学会の奨励賞をいただき，またこのたび学会雑誌の誌面にて研究紹介をする機会までいただきましたこと，学会広報担
当理事の西原真杉先生をはじめ諸先生方に感謝いたします．
このレビューを執筆して，先人による開拓と導きと同僚の協力があってこそ私の研究が成り立っていることを，改めて実感した次第です．とくに，この現象を紹介してくださった守隆夫博士と，私と一緒に研究に取組んでいる大学院生の増井
藤子氏に，この場をお借りしてお礼申し上げます．

文

献

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学術奨励賞受賞論文

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松田 学

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