初期胚におけるレプチンの発現とその機能について
秋田大学医学部医学科生殖発達医学講座産婦人科分野

福田はじめにレプチンcDNAは，遺伝性肥満マウス（ob/ob mouse)の研究からクローニングされた肥満調節遺伝子である．

淳，河村和弘，田中俊誠

膵臓β細胞，肺，肝臓など多岐にわたっており，それぞれの組織で異なった機能を有すると報告されている．

生殖分野におけるレプチンの役割

レプチンは脂肪組織から産生され，視床下部に作用し，生殖分野におけるレプチンの機能については，そもそ強力な摂食抑制作用を示すとともにエネルギー代謝を亢もレプチン欠損マウス（ob/ob mouse）では不妊になる進させ体重増加抑制作用を示す．この遺伝子の発見によことから端を発している．このマウスに対して摂食抑制って，体重調節機構の解明や，肥満研究に大きな進展がをしても不妊は解消されず，レプチン投与によって妊娠みられた．一方，その１年後には受容体もクローニング可能となる．レプチン投与により，LH上昇と卵巣・子された．受容体の組織分布は視床下部以外にもさまざま宮重量の上昇が認められることから，レプチンは直接的な組織に分布することが報告され，レプチンが多臓器でに視床下部・下垂体系に作用するものと考えられてい多機能を有していることが報告されてきている．

る．このLH上昇作用はおそらく，月経発来機序にも密生殖分野ではレプチン発見後，比較的早期に胎盤から接に関与している．従来，思春期の発来は脂肪の蓄積が強く産生されていることが示され，妊娠との関係が着目重要であることが指摘されていたが，現在では蓄積されされている．また，最近では神経性食指不振症や多嚢胞てきた脂肪からのレプチンの上昇がLHを上昇させ，月性卵巣症候群（PCOS)における排卵障害との関連から経を発来させるものと考えられている．一方，われわれレプチンと排卵に関する研究が行われてきている．本稿は，臨床的に極度のやせや，肥満婦人における排卵障害

ではレプチンと排卵，とくに初期胚における役割についをよく経験するが，脂肪量と排卵障害の関係について分て，当科での成績を中心に概説する．

子レベルでの解明はなかなか困難であった．脂肪組織かレプチンとレプチン受容体の構造
レプチン遺伝子は21アミノ酸からなるシグナルペプチ

ら分泌されるレプチンの変動が，排卵に影響を与える可能性は容易に想像できることから，近年レプチンの生殖細胞における直接作用の研究が多く報告されるようになドを有し，167アミノ酸の前駆体をコードする．ゲノム
では７番染色体の長腕に存在し，３つのエクソンと２つのイントロンからなる．糖鎖は認められず，マウスとヒ視床下部

Ob-R

Leptinトの間では83%の相同性を有する．
レプチン受容体（Ob-R）は，クラスＩサイトカイン

脂肪受容体スーパーファミリーに属する膜１回貫通型の受容B体である．スプライシングの違いにより，大きく分けて５種類（Ob-Ra〜Ob-Re)が報告されている．完全型がOb-Rbで細胞内ドメインはSTAT3，MAPカイネースを活性化する．短縮型であるOb-Ra, Ob-Rc, Ob-Rdは細胞内ドメインが短縮されている．Ob-Reは膜貫通部位が

Ob-R

Leptin
Ob-RBLeptin

子宮内膜胚SteroidA

欠如しており，分泌型と考えられ，血中におけるレプチLeptin

ンの中和作用があると考えられている．組織分布は視床下部が主であるが，他にも脂肪組織，造血器，血管内皮，

Leptin卵巣

図１LeptinC生殖におけるレプチンの役割

日本生殖内分泌学会雑誌（2004）9：67-69

67OB‑Rb137bp

β‑ actin524bp

ma

β‑ actin524bp

leptin441bp

123

図２45678

910

nega
idu
ct
ute
rus

OB‑Ra165bp

ov

1. Marker
2. Positive control
3. Negative control
4. Oocyte
5. 1‑cell
6. 2‑cell
7. 4‑cell
8. 8‑cell
9. Morula
10. Blastocyst
11. Hatched Blastocyst

rkerposileptin309bp

11

マウス着床前期胚・卵管・子宮におけるreptin，OB-Ra，OB-Rb mRNAの発現ってきている．

莢膜細胞に発現を認めている．マウス卵巣におけるレプ

現在まで報告されている生殖系におけるレプチンとそ

チンmRNAの性周期変動をみると，レプチンはHCG投の受容体（Ob-R）の発現を図１に示す．レプチンの発現与後２時間で最高値を示し，レプチン受容体（Ob-Rb）は顆粒膜細胞，莢膜細胞，胞胚期胚，子宮内膜上皮に発はHCG投与後９時間でピークとなっている．これらの現を認め，レプチン受容体（Ob-Rb)は視床下部，顆粒膜成績はレプチンが黄体期においてなんらかの機能を有し細胞，莢膜細胞，卵子および初期胚，子宮内膜上皮に発ていることを示唆している．レプチン受容体はサイトカ現を認めている．以上の発現分布からレプチンは血中レイン受容体と同様の細胞内ドメインをもつことから排卵

プチン以外にも各細胞でオートクライン・パラクライン後の卵巣の炎症反応に関連している可能性が指摘されて的な作用を示しているものと推測されている．以下，先いるが，詳細については未だ明らかではない．一方，卵述した中枢作用以外のレプチンの機能について概説する．

胞期におけるレプチンの活性についてはステロイド合成（１）性周期における血中レプチン値の変動能の観点から研究されている．肥満ややせにおける排卵性周期における血中のレプチン濃度の変動については障害の観点からみると，そのような状況下でのレプチンいくつかの報告があるが，いずれも黄体期に高値を示す濃度の異常がステロイド合成や卵胞発育に関与していると報告されている．血中レプチンの大部分は脂肪組織かことが示されれば理解しやすいわけであるが，実際の成ら分泌されており，肥満と相関することはよく知られて績は非常にばらつきがある．培養実験系において，レプいるが，他におそらく血中のステロイド特にエストロゲ

チンはアロマターゼ活性を上昇させエストロゲン合成をンがレプチンの分泌を促進させると考えられている（図活性化する，テストステロン・プロゲステロン合成を活１中Ａの部分）．その根拠はレプチン濃度に男女差があ性化する，という報告がある一方で，逆に抑制するといり，女性で有意に高値を示すこと，閉経後女性にHRTう報告，低濃度では促進するが高濃度では抑制する，とを施行するとレプチン濃度が上昇すること，卵巣摘除マいった報告までさまざまである．血中レプチン濃度と卵ウスを用いた実験でも同様の結果であること，などがあ

胞発育に関してはさらなる検討が必要である．

げられている．

（３）初期胚におけるレプチンの発現と機能（２）卵巣におけるレプチンの発現と機能われわれは，体外受精で極度のやせを呈する婦人では逆にレプチンが卵巣におけるステロイド合成に与える胚発育が著しく不良であることを経験し，レプチンが受影響についてもさまざまな検討がなされている（図１中精卵そのものに影響を与える可能性について研究を行っＢの部分）．卵巣におけるレプチンおよびレプチン受容てきた．未受精卵および初期胚におけるレプチンmRNA体（Ob-Rb）は組織酵素抗体法で，ともに顆粒膜細胞・の発現をみると，胞胚期胚以降に強い発現を認めた．絨68

日本生殖内分泌学会雑誌

Vol. 92004

T O P IC S

Unpaired t test ;mean ± SEM:であると考えられる．したがって，初期胚においてはレ＊, P < 0.01 compared with control

プチンの作用を受容する可能性があるものと考えられExpanded blastocyst到達率0.7た．一方，生体内では胞胚期胚に至るまで，卵管から子0.6宮内に存在するため，そこでのレプチン産生について検0.5討した．その結果，排卵後１日目での卵管，および子宮＊0.4でレプチンmRNAの発現（図２）を認め，子宮内腔液0.3のレプチン濃度を測定すると着床期にもっともレプチン0.2濃度が上昇した．これらの事実は生体内において，卵管あるいは子宮から分泌されるレプチンが直接的に初期胚0.1になんらかの作用を示す可能性を強く示唆している（図0Leptin+++−−−

anti‑OB‑R−+−−+−

goat IgG−−+−−+

図３着床前期胚の発育に対するレプチンの効果
56時間培養後Expanded blastocyst到達率１中Ｃの部分）．さらに，初期胚におけるレプチンの活性について，拡大胞胚期胚到達率，胚孵化率について検討した．その結果，レプチン10ng/ml以上の濃度で，胚期胚到達率，胚孵化率とも高値となった．また，その作用は抗Ob-Rb抗体で中和された（図３）．
以上から，初期胚発育は卵管・子宮からのレプチンのパラクライン作用によって促進されると結論づけた．わ毛においてレプチンが産生されていることは早くから報

れわれの報告後，同様の研究が数施設から報告されてい告されており，胞胚期胚以降，オートクライン的になんる．それによると，レプチンおよび受容体mRNAの発らかの作用を有する可能性を支持している．一方，レプ現様式は卵子・初期胚・子宮内膜ともまったく一致しチン受容体（Ob-Ra, Ob-Rb）は，未受精卵から２細胞た．しかし，その活性については３施設から胚発育を抑期まで発現を認め，いったん消失した後，桑実胚以降で制するという逆の報告が出されている．この結果の相違

再度その発現を認めた．マウスでは４細胞期後期以降かの原因は明らかではなく，さらなる検討が必要かもしれ

ら胚自体のmRNAが合成されることから，２細胞期まない．

では母親由来のmRNA，桑実胚以降は胚自体のmRNA

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