蛍光 In situ ハイブリダイゼーションを用いた卵巣細胞のX染色体異常の探索

不妊症は男性または女性の生殖器系の健康問題であり、世界中で約1億8600万人の生殖年齢の個人が罹患しています¹。不妊症のカップルの少なくとも35%で、不妊症は女性の生殖器系の障害によって引き起こされます²。遺伝的要因、生殖管異常、内分泌機能障害、炎症性疾患、医原性治療など、女性の不妊症を引き起こす可能性のある多くの要因があります³。

遺伝的異常は、不妊症の女性の約10%に存在します^4,5。すべての遺伝的異常の中で、X染色体異常は卵巣発育不全の最も一般的な原因です²。いくつかの研究では、ターナー症候群(TS)またはトリプルX症候群の女性のX染色体異常は、生殖細胞の喪失の加速または卵形成障害による早期卵巣不全に関連していることが報告されています^6,7,8。

X染色体の異常は、1)X染色体の数が異なっているがX染色体が損なわれていない数値異常に分けることができます。2)X染色体が遺伝物質を獲得または失った構造異常^3,9。X染色体の数値異常は、構造異常よりも一般的であり、細胞分裂中の自発的なエラーによって引き起こされることがよくあります^3,9。減数分裂中にこのようなエラーが発生すると、異数性配偶子につながり、最終的にはすべての細胞に染色体異常を伴う子孫につながる可能性があります。個体発生の初期段階の有糸分裂中に発生するエラーの結果として染色体細胞に染色体欠損が生じると、モザイク現象につながる可能性があります。これらの個体では、X染色体含有量が正常な細胞とX染色体異常を有する細胞の両方が存在する。

1980年代には、中期および間期の染色体上の特定の核酸配列を視覚化して位置を特定するために、蛍光in situハイブリダイゼーション(FISH)と呼ばれる細胞遺伝学的手法が開発されました^10,11。この手法では、蛍光標識されたDNAプローブを使用して染色体内の特定の配列に結合し、蛍光顕微鏡を使用して視覚化できます。

現在、FISHは臨床診断ツールとして広く使用されており、染色体異常を検出する際のゴールドスタンダードと見なされています¹⁰。生殖医療の分野では、精子に関するFISH分析を使用して、体細胞に数値的または構造的な染色体異常がある男性の精子のX染色体含有量に関する洞察を得ています^12,13,14。これらの研究は、染色体異常のある男性は、正常な核型の男性と比較して、精液中に存在する異数性精子の頻度が高い可能性が高い^{ことを示しました12,13,14}。

精子とは対照的に、染色体異常を有する個体における卵巣細胞(卵母細胞、顆粒膜/テカ細胞、および間質細胞を含む)のX染色体含有量、およびこれらの細胞の異数性が生殖能力に及ぼす可能性のある結果についてはほとんど知られていない。精子と比較して卵巣細胞の核型に関する情報が不足している重要な理由は、女性が卵母細胞または卵巣皮質組織を得るために卵胞穿刺または手術などの侵襲的処置を受けなければならないという事実である。したがって、女性の配偶子は研究目的で入手することは困難です。

現在、TS¹⁵の若い女性における卵巣組織凍結保存の有効性を調査するために、オランダで観察介入研究が行われています。患者の卵巣皮質組織の1つの断片は、卵巣細胞のX染色体含量を同定するために利用可能であった^16、17。研究の一環として、解離した卵巣皮質組織のFISHに基づいて、リンパ球や頬細胞などの非卵巣体細胞に染色体異常がある女性の卵巣細胞に染色体異常が存在するかどうかを判断する新しい方法が開発されました。さらに、卵胞形成に対する卵巣細胞の異数性の影響も決定されました。この目的のために、確立されたFISHプロトコルが変更され、免疫不全マウスの長期異種移植中に人為的に誘導された卵胞形成後の卵巣皮質組織の組織学的切片の分析が可能になりました。本研究では、X染色体異常を有する雌の非移植および移植卵巣皮質組織の卵巣細胞におけるX染色体含量を決定するためのFISHに基づく2つの方法を提示し、このトピックに関する基礎科学の向上を目指します。