【研究成果】メスのメダカの性行動を行うモチベーションは排卵周期にシンクロする～メスがオスを受け容れる行動を生み出す神経回路の解明に期待～

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【研究成果】メスのメダカの性行動を行うモチベーションは排卵周期にシンクロする～メスがオスを受け容れる行動を生み出す神経回路の解明に期待～

【研究成果】メスのメダカの性行動を行うモチベーションは排卵周期にシンクロする～メスがオスを受け容れる行動を生み出す神経回路の解明に期待～

本研究成果のポイント

ゲノム编集により排卵できなくなったメダカのメスは、性行动のモチベーションがなくなり、オスの求爱を受け容れなくなった
メスのメダカにおける排卵発生のタイミングと性行动のモチベーションが上昇するタイミングを正确に明らかにし、排卵が脳に伝わることで性行动を促す神経内分泌メカニズムの実体を提唱した
この神経细胞を起点として、メスがオスを受け容れる行动を生み出す神経回路の全容解明につながると期待

概要

　広島大学大学院统合生命科学研究科富原壮真助教（研究当時：東京大学大学院理学系研究科博士課程）、下舞凜子（研究当時：東京大学大学院理学系研究科修士課程）、大阪医科薬科大学医学部中城光琴助教、東京大学岡良隆名誉教授、東京農工大学大学院農学研究院応用生命化学部門馬谷千恵助教（研究当時：東京大学大学院理学系研究科助教）の研究グループは、メダカのメスの性行動に対するモチベーション（性的受容性）が、一日周期で回る排卵周期に同期して変動することを明らかにしました。
　一般に鱼类のメスが产卵するためには、卵巣に発达した卵がある状态でオスを受け容れるといったように、卵巣の状态と性的受容性を同期させることが重要です。しかし、卵巣の状态を脳に伝え性的受容性を制御する神経内分泌メカニズムがどのようなものなのか、その详细は明らかになっておりませんでした。
　今回の研究では、ゲノム编集技术※1を用いて卵巣の状态が异なるメスメダカを作出し、卵巣の状态の中でも特に「排卵※2が起きたこと」がメスの性的受容性の促进に寄与していることを明らかにしました。また、メダカのメスを経时的に観察することで、排卵と性行动のそれぞれが起こるタイミングを正确に捉え、排卵の直后から性行动が起こることを示しました。さらに、卵巣において排卵时に分泌されるホルモンが脳内の神経细胞に直接受け取られることで、性的受容性が促进することを示唆する结果を得ました。これは、メスの性的受容性を排卵周期に同期して上昇させる神経内分泌メカニズムの実体を提唱するものです。
　本研究により、鱼类メスの性的受容性を促进する神経回路の理解が进むとともに、新たな繁殖技术など水产増养殖法の改良に向けた研究にもつながると期待されます。
　本研究成果は、英国科学誌「Journal of Neuroendocrinology」に、202６年１月9日（金）（日本時間）にオンライン公開されました。

背景

　鱼类は、脊椎动物の中でも特に多様化した动物であり、さまざまな种が海や川などの世界中の水域に生息しています。この鱼类たちは、一般にそれぞれの种の雌雄で性行动を行うことで、新たな子孙が生まれ、种が存続していきます。多くの鱼类の性行动は、オスがメスに求爱行动を行うことで开始され、メスが求爱を受け容れるかどうかが繁殖成功の键となります。一方、メスはいつでもオスを受け容れるわけではなく、卵巣に発达した卵が存在し、卵が产める状态になった时にのみオスを受け入れることが多くの种で报告されています。このように鱼类メスがオスを受け容れて性行动を行うモチベーションすなわち性的受容性は、卵巣の状态に同期して上昇し、これによってメスは正确なタイミングでオスの求爱を受け容れることができます。しかし、鱼类において卵巣の状态を脳に伝える神経内分泌メカニズムがどのようなものなのか、その详细は明らかになっていませんでした。
　本研究で用いたメダカは、一日周期で卵を产み、また定型的な性行动のパターンを示すため、性行动の解析に适した鱼です。また、卵巣での卵発达を制御する神経内分泌メカニズムの知见が豊富であるため、卵巣の状态と性的受容性を同期する仕组みの理解に适切なモデルであると考えました。

研究成果の内容

　メダカをはじめとする鱼类のメスにおいては、脳の视床下部に存在する神経细胞や脳下垂体から分泌されるホルモンによって卵巣における卵の成长が制御されています。このため、ゲノム编集技术でこの卵巣机能制御に関与する遗伝子を机能不全にしたメスメダカの性行动を解析し、オスから求爱を受けるかどうかや、その求爱を最终的に受け容れるかどうかを解析しました。その结果、脳下垂体から分泌される黄体形成ホルモン（尝贬）※3の遗伝子の一部が欠损し、発达した卵を持ちながら排卵することが出来ないメスメダカ（尝贬欠损メダカ）は、オスから正常に求爱されるにも関わらず、その求爱を一切受け容れませんでした。また、正常なメダカのメスの排卵が起こるタイミングと性行动を行うタイミングを経时的に観察した结果、排卵は饲育室の照明が点灯する约2时间前に起き、一方で性行动は照明点灯の1.5?1时间前に行われることを正确に明らかにました。このように、性行动は排卵の起きた直后に行われることがわかり、メスの性的受容性は排卵することで上昇することが示唆されました。
　次に、このLH欠損メダカに排卵時に卵巣から分泌されることが報告されている性ステロイドホルモン17α, 20β-DHP※4と受容体※5をともにするP4※6を投与すると、オスと性行動をする様子が観察され、性的受容性が回復しました。興味深いことに、P4の投与では排卵そのものが回復することはなかったため、P4が卵巣に作用し排卵が起き、結果的に性的受容性が回復したのではなく、投与したP4が直接脳内に受容されることで性的受容性が回復したことが考えられます。実際、17α, 20β-DHPやP4の受容体は、終脳腹側野や視索前野といった脳内の性行動に関与することが報告されている領域に存在する神経細胞で発現しており、自然条件下でも排卵時に卵巣から分泌されるホルモンが脳内で直接受容され、この神経細胞が性的受容性の促進に関与する経路が存在することが示唆されました。

今后の展开

　本研究により、魚類メスの性的受容性を促進することに寄与する神経細胞の実体が一部明らかになりました。今後はこの神経细胞を起点として、メスがオスを受け容れる行动を生み出す神経回路の全容解明につながると期待されます。

论文情报

掲載雑誌名：Journal of Neuroendocrinology
掲载日：202６年１月9日
タイトル：Sexual Receptivity Increases in Synchrony with the Ovulatory Cycle in Female Medaka
著者：富原壮真、下舞凜子、中城光琴、岡良隆、馬谷千恵
顿翱滨：丑迟迟辫蝉://诲辞颈.辞谤驳/10.1111/箩苍别.70119

参考资料

用语解説

※1ゲノム编集技术：生物のゲノム顿狈础のうち、目的の遗伝子领域を酵素の“ハサミ”で切断することでその遗伝子の机能を欠损、あるいは改変する技术。

※2排卵：卵巣内で発达した滤胞（卵を包む袋状の构造）が破れ、卵が卵巣の外に放出される现象。体外受精を行う鱼类の多くは、メスが排卵された卵を腹内部に蓄え、オスと性行动を行うことで卵を体外に放出する。この体外に放出する现象は放卵といい、排卵とは异なる现象である。

※3黄体形成ホルモン（Luteinizing hormone; LH）：脳下垂体から分泌されるホルモンで、複数のアミノ酸が繋がったペプチド。脊椎動物に広く保存されているホルモンであり、哺乳類では排卵に加え、卵を成長させる機能も担う。一方で魚類においてこのホルモンは排卵を制御し、卵の成長は別のホルモン（濾胞刺激ホルモン）が担う。

※417α, 20β-DHP：メダカをはじめとした魚類の多くにおいて、排卵時に卵巣から分泌されるホルモン。このホルモンは、脳下垂体から分泌されたLHが卵巣の細胞の受容体に結合することで卵巣の細胞から産生?分泌され、濾胞を破って卵を濾胞の外に放出する現象（排卵）を引き起こす。

※5受容体：细胞内または细胞膜に存在するタンパク质で、ホルモンや神経伝达物质のような特定の分子（リガンド）を选択的に受け取り、细胞内外の情报を伝达する。

※6P4：17α, 20β-DHPと似た構造を持つものの、メダカにおいては排卵を引き起こすことのないホルモン。17α, 20β-DHPとP4は同じ受容体※5を活性化するため、これらのホルモンは同じ細胞に受容されることが予想される。