東大、メダカの生殖行動におけるメスの脳とオスの脳の違いを発見

東京大学(東大)は、メスだけが性ホルモン(男性ホルモンや女性ホルモン)に反応する脳の部位を、メダカで発見したと発表した。同成果は同大 大学院農学生命科学研究科の平木十和子を中心とする大久保範聡 准教授の研究グループによるもので、詳細は「英国王立協会紀要(Proceedings of the Royal Society B Biological Sciences)」に掲載された。

多くの動物種では、オスは常に生殖行動を行うことができるのに対し、メスが生殖行動を行う時期や条件が限られている。このような生殖行動における雌雄の違いは、精巣や卵巣で作られる性ホルモンの作用の違いによると考えられてきた。

性ホルモンは、その受け皿となる物質(性ホルモン受容体:男性ホルモン受容体および女性ホルモン受容体)が存在する部位のみで作用を発揮することができる。今回、研究グループがメダカの脳内で、男性ホルモン受容体および女性ホルモン受容体の分布と量を調べたところ、脳のある部位において、両受容体がメスには多く存在するが、オスには存在しないことが明らかとなった。このような雌雄のどちらかだけに性ホルモン受容体が存在する脳の部位は、これまで知られていなかったという。

詳細な解析を行ったところ、その脳の部位は、生殖行動を支配するとされる脳部位であることが判明。この結果から、メスのみが生殖行動が性ホルモンの影響を大きく受けることが示され、オスが常に生殖行動を行うことができるのに対し、メスが生殖行動を行う時期や条件が限られているという雌雄の生殖行動における違いは、それに関係する脳の部位が、オスでは体内の性ホルモンの影響を受けないのに対し、メスでは体内の性ホルモンの量やバランスに大きな影響を受けるからだと考えられるという結論に至ったという。研究グループでは今後、このような脳内の雌雄の違いを詳しく解析していくことで、生殖行動での雌雄の違いを生み出す仕組みが明らかになるとの期待を示している。

また、生殖行動に関係する脳の部位で、メスだけに存在する男性ホルモン受容体と女性ホルモン受容体は、卵巣を摘出し、男性ホルモンを与えると消失することも判明した。さらに卵巣を摘出しても、女性ホルモンを補充すると、それらの受容体は維持されることも確認された。

さらに、メダカは人工的に簡単に性転換させることができるが、本来はメスであるはずのメダカを性転換させ、精巣を発達させたところ、両受容体が消失するほか、本来はオスであるはずのメダカを性転換させ、卵巣を発達させると、両受容体が出現することも判明したことから、メダカの脳内の性ホルモン受容体の有無は、生まれつき決まっているものではなく、生後のホルモン環境で変わり得ることが示されたこととなった。

魚類ではごく一般的に、性転換という現象が認められるが、その仕組みについてはほとんど明らかになっていなかった。なお、研究グループは今回の成果について、その仕組み、特に脳の性別が逆転する仕組み(オス型の脳がメス型に切り替わる仕組み、もしくはメス型の脳がオス型に切り替わる仕組み)の解明にも繋がる成果としても注目されるとコメントしている。