オスの細胞から作った卵子と精子で「親が両方ともオス」のマウスが誕生

2023年3月8日にロンドンで開催された「ヒトゲノム変編集に関する第3回国際サミット」で、不妊治療の可能性を高める技術の初期概念実証として、「オスのマウスの細胞から卵子を作り、受精させてからメスのマウスに移植することで、オスとオスの間からマウスを生ませることに成功した」と発表されました。

The mice with two dads: scientists create eggs from male cells
https://doi.org/10.1038/d41586-023-00717-7

Mice have been born from eggs derived from male cells | New Scientist
https://www.newscientist.com/article/2363627-mice-have-been-born-from-eggs-derived-from-male-cells/

核相＝2nである人間の細胞には23対・46本の染色体があります。このうち1対は性染色体となっており、メスの場合はXX、オスの場合はXYという組み合わせを持っています。そして、卵子や精子はその生成過程で減数分裂するため、核相は単相になります。つまり、卵子に含まれる性染色体は必ずX、精子に含まれる性染色体はXあるいはYになります。つまり子の性別は精子の性染色体によって決定されるというわけです。

オスとオスから胚を作るという試みはこれまでにも研究されており、ミシガン州立大学イーストランシング校の発生生物学者であるキース・レイサム氏は「研究者たちはこの偉業に向けて何年も取り組んできました。2018年にはES細胞を使うことで2匹のメスあるいは2匹のオス同士から子犬を生ませることに成功したという報告がありました。メス同士から生まれた子犬は大人になるまで成長して繁殖力もありましたが、オス同士から生まれた子犬はわずか数日しか生きられませんでした」とコメントしています。

2020年、大阪大学大学院医学系研究科でゲノム生物学を研究する林克彦教授は成体のオスのマウスから採取した細胞を使って、卵子を作成するプロジェクトに着手しました。林教授らはオスのマウスから採取した細胞を再プログラムすることで、iPS細胞を作成。そして、この細胞の一部が自然にY染色体を失うまで培養を続けました。

その後、染色体の不安定化を促すリバーシンという化合物で処理を行い、性染色体がXXとなったiPS細胞を探しだし、卵子を形成するのに必要な遺伝子シグナルを与えました。こうして形成された卵子を、マウスの精子で受精させ、その胚をメスのマウスの子宮に移植したとのこと。

移植した630個の胚のうち、子のマウスに成長したのはわずか7個だけでしたが、成長したマウスは成体になって生殖能力を有していたと林教授は報告しています。今後はこの実験で得られた子マウスを注意深く観察し、従来の方法で生まれた子マウスと異なる点がないかを調査する必要があるとのこと。

特に、遺伝子の活動に影響を与えるDNAのエピジェネティックな化学装飾が、オスの細胞由来の卵子にどれだけ継承されているのかも今後の研究に期待されるポイント。エピジェネティクスは個体発生や細胞分化の過程など、重要な生命現象における必須のメカニズムであるため、エピジェネティクスの変化がなんらかの異常につながることは十分考えられます。

林教授は、マウスと人間との間には大きな違いがあり、今回の研究と同じ手法を人間の細胞に用いることはできない可能性もあると述べています。共同研究者で京都大学の発生生物学者である斎藤通紀氏は、この研究方法で人間の細胞から卵子を作ろうとすると、培養にかなりの時間がかかってしまう可能性があり、培養期間が長くなると遺伝的な異常やエピジェネティクスの変化も蓄積してしまうと指摘しています。

by National Human Genome Research Institute

日本生命倫理学会のメンバーで北海道大学安全衛生本部の石井哲也教授は「林教授の研究は、人間の生殖を新たな領域に導く可能性があります。この研究が人間に適用されれば、男性同士のカップルが代理母の協力の下、実子を持つことができるようになるかもしれませんし、あるいは男性1人でも実子を持つことができるようになる可能性もあります」と述べています。

林教授は「このような研究の応用には、技術的に洗練させるだけではなく、それを実施することの倫理や意味について、より広く社会的な議論が必要です。このような技術を本当に人間社会に適用できるかどうかはまだわかりません」とコメントしました。