脳の性別を決定する新たなメカニズムの発見、国立精神・神経医療研究センター

2018年7月7日 21:20

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Ptf1a遺伝子が胎児期に視床下部で働き、脳が「性分化準備状態」になる。その後、臨界期になるとテストステロンの刺激・非刺激によって男性脳・女性脳(オス脳・メス脳)へと性分化する。視床下部のPtf1a遺伝子を破壊したノックアウトマウスでは脳が「性分化準備状態」になることができないため、臨界期でのテストステロン刺激の有無に関わらず正常に性分化することができない。(画像:国立精神・神経医療研究センター発表資料より)

Ptf1a遺伝子が胎児期に視床下部で働き、脳が「性分化準備状態」になる。その後、臨界期になるとテストステロンの刺激・非刺激によって男性脳・女性脳(オス脳・メス脳)へと性分化する。視床下部のPtf1a遺伝子を破壊したノックアウトマウスでは脳が「性分化準備状態」になることができないため、臨界期でのテストステロン刺激の有無に関わらず正常に性分化することができない。(画像:国立精神・神経医療研究センター発表資料より)[写真拡大]

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 国立精神・神経医療研究センター(NCNP)の研究グループが、小脳や膵臓の形成に関わることが知られているPtf1a遺伝子が、胎児期の視床下部において、脳の男性化や女性化に関わっているという事実を明らかにした。

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 研究に参加したのは、NCNPの神経研究所 病態生化学研究部の藤山知之研究生(現WPI-IIIS研究員)、星野幹雄部長と筑波大学国際統合睡眠医科学研究機構(WPI-IIIS)の柳沢正史機構長(教授)、船戸弘正客員教授らの研究グループ。

 男性と女性では、脳の機能や構造に生得的な差異がある。その差異を出発点として、成長を通じてものの考え方や立ち居振る舞い、嗜好の違いなどが現れる。

 ヒトを含む哺乳類の脳は、「臨界期」と呼ばれる時期にテストステロンの刺激を受けると男性化し、その刺激を受けないと女性化することが知られている。だが、その臨界期よりも前の脳の性分化機構については謎が多かった。

 今回の研究では、Ptf1a遺伝子が「臨界期」より遥かに前の胎児期において、視床下部と呼ばれる脳領域の神経前駆細胞で発現することを見出した。

 その領域において当該の細胞を破壊したノックアウトマウスを作製したところ、その脳は臨界期にテストステロン刺激を受けても男性化できず、またテストステロン刺激を受けない場合においても女性化できないことが明らかになった。

 すなわち、脳の性分化(男性化または女性化)のためには、臨界期よりも以前の段階において「性分化準備状態」になる必要があるということと、Ptf1a遺伝子が胎児期においてそれを司っているということ、その後の臨界期においてテストステロンの刺激の有無が脳の性分化を決定付ける、ということである。

 脳の性分化に関わる遺伝子は他にもいくつか発見されてはいるのだが、Ptf1a遺伝子はそれらの中でもっとも早くに働く最上流の遺伝子であるという。

 なお研究の詳細は、科学雑誌「Cell Reports(セル・リポーツ)」にオンライン掲載されている。(記事:藤沢文太・記事一覧を見る

関連キーワード遺伝子筑波大学国立精神・神経医療研究センター(NCNP)

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