精子の移動、成熟、受精における精子嗅覚受容体の走化性行動を促進する卵巣匂い物質様生体分子

精子に嗅覚受容体があることを知り、嗅覚受容体の役割に興味を持ち、調べて見つけた文献です。

精子も男性も良い香りに惹かれます。生命の誕生にも匂いが関係しているのです。

Published: 09 January 2021

Ovarian odorant-like biomolecules in promoting chemotaxis behavior of spermatozoa olfactory receptors during migration, maturation, and fertilization

https://mefj.springeropen.com/articles/10.1186/s43043-020-00049-w

精子の移動、成熟、受精における精子嗅覚受容体の走化性行動を促進する卵巣匂い物質様生体分子

Chemotaxis 走化性

Abstract

要旨

Background

背景

Studies have shown that olfactory receptor genes are the largest in the human genome, which are significantly expressed in olfactory and non-olfactory tissues such as the reproductive systems where they perform many important biological functions.

研究によると、嗅覚受容体遺伝子はヒトゲノム中で最大であり、生殖器系などの嗅覚組織および非嗅覚組織で有意に発現され、多くの重要な生物学的機能を果たすことが示されている。

Main body

メインボディ

There is growing evidence that bioactive metabolites from the ovary, follicular fluid, and other parts of the female reproductive tract signal the sperm through a series of signal transduction cascades that regulate sperm migration, maturation, and fertilization processes. Several studies have highlighted the role of G-protein-coupled receptors in these cellular processes. Thus, we aimed to summarize the existing evidence describing the physiological role of most prominent exogenous and endogenous biomolecules found in the female reproductive organ in enhancing the chemotaxis behavior of spermatozoa during migration, maturation, and fertilization and also to elucidate the pathological implications of its dysfunctions and the clinical significance in human fertility.

卵巣、卵胞液、および女性の生殖管の他の部分からの生物活性代謝物は、精子の移動、成熟、および受精プロセスを制御する一連のシグナル伝達カスケードを通じて精子に信号を送るという証拠が増えてきている。いくつかの研究は、これらの細胞プロセスにおけるGタンパク質共役型受容体の役割に焦点を当てている。そこで我々は、女性の生殖器に存在する最も重要な外因性および内因性生体分子が、精子の移動、成熟および受精の際の走化性行動を促進する生理的役割を説明する既存の証拠を要約し、さらにその機能不全の病理的意味とヒト不妊における臨床的意義を明らかにすることを目指した。

follicular fluid 卵胞液
bioactive metabolites　生物活性代謝産物
G-protein-coupled receptors Gタンパク質共役型受容体
嗅覚受容体はGタンパク質共役型受容体です。

Short conclusion

簡単な結論

In the future, drugs and molecules can be designed to activate these receptors on sperm to facilitate fertility among infertile couples and use as contraceptives.

将来的には、精子上のこれらの受容体を活性化する薬物や分子を設計し、不妊カップルの受胎を促進したり、避妊薬として使用したりすることが可能になる

Background

背景

When spermatozoa are released into the vagina near the cervical os, they have to travel through the different anatomical and biological environments of the female reproductive tract, like the cervix, uterus, utero-tubal junction, and then through the isthmus region of the fallopian tube before reaching the fertilization site. Within minutes, active sperm (morphologically healthy) reaches the final destination the isthmus region; thus, this movement seems to be facilitated by various mechanisms such as ciliary beating, muscular contraction mechanism of the female reproductive tract, thermotaxis and chemotaxis behavior plus molecules enhancing chemo-attraction that guides spermatozoa to the oocyte [1].

精子は子宮頸管口付近から膣内に放出されると、頸管、子宮、子宮卵管接合部、卵管峡部といった女性の生殖器官における様々な解剖学的・生物学的環境を経て、受精場所に到達することになる。数分以内に、活動的な精子(形態学的に健康)は最終目的地である峡部領域に到達する。したがって、この移動は、繊毛運動、女性の生殖管の筋収縮機構、走熱性、走化性行動、さらに精子を卵母細胞に導く化学吸引力を高める分子など、様々なメカニズムによって促進されているようである[1].

Vagina　膣
cervical os子宮頸管口
cervix 子宮頸管.
uterus　子宮
utero-tubal junction　
utero-tubal junction　子宮卵管接合部
isthmus region　峡部領域
fallopian tube 卵管
ciliary beating　繊毛搏動
muscular contraction mechanism　筋肉収縮機構
thermotaxis 　 走熱性

Chemotaxis can be defined as a guided movement with respect to the chemical concentration gradient in any environment or system. Studies have implicated the ovary, follicular fluid (FF), and the female reproductive tract as the primary sources of biochemically active biomolecules that facilitate oocyte-sperm communication during pre- and post-ovulatory period. Unfortunately, the studies aiming to find a bio-molecular predictor and their transduction signaling cascade in sperm migration, maturation, and fertilization involving chemotaxis behavior have been limited thus far.

走化性とは、あらゆる環境またはシステムにおいて、化学物質の濃度勾配にしたがって誘導される動きと定義することができる。卵巣、卵胞液（FF）、女性の生殖管は、排卵前後の卵子と精子のコミュニケーションを促進する生化学的に活性な生体分子の主要な供給源であることが研究により明らかにされている。残念ながら、走化性行動を伴う精子の移動、成熟、受精における生体分子予測因子とその伝達シグナルカスケードを見出すことを目的とした研究は、これまでほとんど行われていないのが現状である。

follicular fluid (FF)　 卵胞液（FF）
bio-molecular predictor　生体分子予測因子
oocyte卵母細胞
post-ovulatory 排卵後

In the recent past, different multistep chemotaxis transduction pathways involved in sperm selection, survival, and binding of the oocyte have been identified [2, 3]. Studies have shown that FF offers an important microenvironment and nutritional status for the development of oocytes. It is known that FF constituents are products of blood plasma constituents that permeate the blood follicular barrier and of the secretory activity of thecal and granulosa cells. Therefore, it is reasonable to believe that some critical regulators in the FF secreted from the ovary and reproductive tract play a crucial role in determining oocyte-sperm interaction and communication in a dose-dependent manner [4]. Some of these important biomolecules are involved in G-protein-coupled receptors (GPCRs) chemotaxis behavior regulating sperm migration, selection, survival, maturation, and fertilization of the ovum [5].

近年、精子の選択、生存、卵子との結合に関与する多段階の走化性伝達経路が同定されている[2, 3]。卵胞液（FF）は卵母細胞の発達に重要な微小環境と栄養状態を提供することが研究により示されている。卵胞液（FF）の成分は、血液濾胞バリアを透過する血漿成分や、卵胞膜細胞および顆粒膜細胞の分泌活性の産物であることが知られている。したがって、卵巣および生殖管から分泌される卵胞液（FF）中のいくつかの重要な調節因子が、用量依存的に卵子と精子の相互作用およびコミュニケーションを決定する上で重要な役割を果たすと考えるのは妥当である[4]。これらの重要な生体分子の一部は、精子の移動、選択、生存、成熟、卵子の受精を制御するGタンパク質共役型受容体（GPCR）走化性行動に関与している[5]。

transduction pathways　伝達経路
blood follicular barrier血液濾胞バリア
theca cells 卵胞膜細胞
granulosa cells. 顆粒膜細胞
G-protein-coupled receptors (GPCRs)　 Gタンパク質共役型受容体（GPCR）
尚、嗅覚受容体はGタンパク質共役型受容体（GPCR）です。

記事紹介

下記に記事で哺乳類の進化にウイルスが関係している。胎盤の形成にウイルスが関わっているなんて

私たちとともにあるウイルスという他者 - NATURE ＆ SCIENCE

2021年2月10日

私たちとともにあるウイルスという他者

https://nature-and-science.jp/virus/#page-1

新型コロナウイルス（SARS-CoV-2）の感染が拡大しています。「かかったら怖い！」「こうやって感染を防ごう」という情報ばかり報道されていますが、そもそも「ウイルスとは何か？」から、知らないことばかり。ウイルスは多くの動物にとって病原性がある一方、他の生物に感染して増殖するサイクルを回す “生命体” ととらえると、また違う世界が見えてきます。生命の起源と進化を研究テーマに、さまざまな角度からウイルス研究に取り組む東海大学の中川 草先生にお話を聞きました。

胎盤の形成にウイルスが関わっているなんて、哺乳類が進化したカギを握っている密接な関係ですね。もし、このシンシチンがなかったら、母体の免疫は父親の遺伝子を携えて外部からやってきた細胞を攻撃してしまうのでは？