臨床検査53巻12号

2009年11月発行

今月の主題 オートファジー 話題

胚発生におけるオートファジーの役割

著者： 塚本智史¹²

所属機関： ¹独立行政法人放射線医学総合研究所実験動物開発・管理課 ²独立行政法人放射線医学総合研究所先端動物実験推進室

ページ範囲：P.1597 - P.1601

1．はじめに

　体外受精によって産まれた子ども，いわゆる試験管ベビーの誕生から30年が経過したが，この間に体外受精や顕微授精法(卵細胞質内精子注入法)などの人工授精によって誕生した子どもの数は，全世界で100万人以上と推定されている¹⁾．不妊症の割合は年々増加しており，人工授精によって誕生する子どもの数は今後さらに増加すると思われる．しかし，不妊にかかわる分子メカニズムの多くは明らかになっていないのが現状である．したがって，不妊にかかわる分子メカニズムの解明は，不妊症のための新たな治療戦略となるかもしれない．

　最近，筆者ら²⁾は，受精直後のマウス胚でオートファジーが活発に誘導されることを発見した．これまで初期胚発生におけるオートファジーの役割については，あまり議論されていなかった．なぜなら，オートファジーが全身で機能しないマウスでも出生に至ることから³⁾，それまでの発生段階にオートファジーは必要ないと考えられていたからである．しかし，卵子でのみオートファジーを欠損するマウスを作出し，受精直後に起こるオートファジーを抑制した場合，この受精卵は着床前の4～8細胞期の致死となることが明らかとなった²⁾．ヒトの胚でもオートファジーが必須かどうかは定かではないが，オートファジーの生理機能は酵母や植物からヒトに至るまで広く保存されており，ヒトの胚でも同様の役割を担っている可能性は十分に考えられる．本稿では，哺乳動物の胚発生におけるオートファジーの新しい生理機能を解説する．

参考文献

1) Matzuk MM, Lamb DJ：The biology of infertility：research advances and clinical challenges. Nat Med　14：1197-1213, 2008

2) Tsukamoto S, Kuma A, Murakami M, et al：Autophagy is essential for preimplantation development of mouse embryos. Science　321：117-120, 2008

3) Kuma A, Hatano M, Matsui M, et al：The role of autophagy during the early neonatal starvation period. Nature　432：1032-1036, 2004

4) Stitzel ML, Seydoux G：Regulation of the oocyte-to-zygote transition. Science　316：407-408, 2007

5) Schier AF：The maternal-zygotic transition：death and birth of RNAs. Science　316：406-407, 2007

6) Giraldez AJ, Mishima Y, Rihel J, et al：Zebrafish MiR-430 promotes deadenylation and clearance of maternal mRNAs. Science　312：75-79, 2006

7) Bushati N, Stark A, Brennecke J, et al：Temporal reciprocity of miRNAs and their targets during the maternal-to-zygotic transition in Drosophila. Curr Biol　18：501-506, 2008

8) Egli D, Birkhoff G, Eggan K：Mediators of reprogramming：transcription factors and transitions through mitosis. Nat Rev Mol Cell Biol　9：505-516, 2008

9) Hosokawa N, Hara Y, Mizushima N：Generation of cell lines with tetracycline-regulated autophagy and a role for autophagy in controlling cell size. FEBS Lett　580：2623-2629, 2006

10) Cummins JM, Wakayama T, Yanagimachi R：Fate of microinjected sperm components in the mouse oocyte and embryo. Zygote　5：301-308, 1997

11) Sutovsky P, Moreno RD, Ramalho-Santos J, et al：Ubiquitin tag for sperm mitochondria. Nature　402：371-372, 1999

12) Hiraoka J, Hirao Y：Fate of sperm tail components after incorporation into the hamster egg. Gamete Res　19：369-380, 1988

13) Hara T, Nakamura K, Matsui M, et al：Suppression of basal autophagy in neural cells causes neurodegenerative disease in mice. Nature　441：885-889, 2006

14) Komatsu M, Waguri S, Chiba T, et al：Loss of autophagy in the central nervous system causes neurodegeneration in mice. Nature　441：880-884, 2006