ニュース｜重大な発見：下垂体のゴナドトロフは二つの異なる発生時期に生じる
英国のフランシス・クリック研究所の研究により、ゴナドトロフの発生起源に関する理解が大きく進みました。研究チームは、思春期と生殖機能を調節するこれらの下垂体細胞が、従来考えられていたようにすべて胚発生期に生じるわけではないことを確認しました。その大半は、ミニ思春期と呼ばれる重要な時期に、出生後の第二の発生波で生じます。
ゴナドトロフは、脳の中央にある小さいながらも重要な下垂体に存在します。そのホルモンは卵巣や精巣を成熟させ、卵子や精子の産生を開始させます。科学者たちは長年、これらの細胞は主に胚発生期に形成されると考えてきましたが、今回の研究はその見解に疑問を投げかけています。
出生後の幹細胞が大部分を担う
クリック研究所のチームは以前、自己複製し、複数の下垂体細胞種に分化できる組織特異的な幹細胞を下垂体内で特定しました。しかし、生体内での役割は明らかになっていませんでした。
Nature Communicationsに掲載された今回の研究では、科学者たちは遺伝子標識を用いてマウスの幹細胞を追跡しました。出生から一歳まで、これらの細胞は他の下垂体細胞ではなく、ほぼ例外なくゴナドトロフへと分化しました。この過程は出生直後に始まり、マウスではミニ思春期にあたる、思春期前まで続きました。
また、胚発生期と出生後に生じたゴナドトロフは、下垂体内の異なる領域を占めることも分かりました。胚発生期の細胞は生涯にわたりその場にとどまる一方、出生後の細胞は徐々に複数の領域へ広がり、機能と運命が異なることを示しています。
これらの幹細胞を活性化するものは何か
ゴナドトロフが胚発生期に生成されないとすれば、出生後に幹細胞をゴナドトロフへ変化させるシグナルは何なのでしょうか。研究チームはいくつかのホルモン介入を試しました。
まず、ゴナドトロフの機能を活性化する脳内ホルモン、性腺刺激ホルモン放出ホルモン（GnRH）を遮断しました。精巣と卵巣は小さくなりましたが、幹細胞は正常にゴナドトロフへ分化し続け、GnRHが主要な引き金ではないことが示されました。
テストステロンなどの性ホルモンを遮断したり、性腺を除去したりしても、明確な影響はありませんでした。そのため研究チームは、母体から離れた後の生理的変化、おそらく出生そのものが、細胞の運命の変化を引き起こす可能性を示しました。
ミニ思春期：介入の新たな機会
この発見は基礎科学に影響を与えるだけでなく、思春期発達障害への臨床介入を変える可能性があります。
例えば、先天性低ゴナドトロピン性性腺機能低下症（CHH）の人はGnRHを分泌できないため、ゴナドトロフが活性化されず、思春期が遅れたり、起こらなかったりします。マウスと同様に、ヒトも出生後にミニ思春期を経験します。これは下垂体が活性化され、発達が始まる短い期間です。
研究者たちは、ヒトにも二つのゴナドトロフ集団が存在する可能性があると考えています。一方は胚発生期に生じ、もう一方は出生後に幹細胞から生じる集団です。これが確認されれば、臨床医は出生後早期に幹細胞による産生を評価し、思春期発達障害を予測して、正常な思春期発達の機会を逃す前に介入できるようになるかもしれません。
専門家のコメント：理解を大きく変える発見
「これらの幹細胞が下垂体に存在することは以前から分かっていましたが、本当の機能を特定することはできませんでした。適切な時期に適切なツールを使うことで、ついにその重要な役割を明らかにできました。」
—カリーヌ・リゾッティ博士、クリック研究所 幹細胞生物学・発生遺伝学研究室 主任研究員
「今回の研究は、ゴナドトロフが胚発生期に一斉に産生されるわけではないことを示しています。つまり、より柔軟な時期に臨床介入できる可能性があります。」
—ダニエル・シェリダン博士、元クリック研究所博士課程学生、筆頭著者
「ゴナドトロフには二つの異なる起源があると分かった今、CHHなどの病態でどの集団が影響を受けるのかを調べることができます。」
—ロビン・ラヴェル＝バッジ教授、クリック研究所 幹細胞生物学・発生遺伝学研究室 シニアグループリーダー
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ニュース｜重大な発見：下垂体のゴナドトロフは二つの異なる発生時期に生じる
ニュース｜重大な発見：下垂体のゴナドトロフは二つの異なる発生時期に生じる
英国のフランシス・クリック研究所の研究により、ゴナドトロフの発生起源に関する理解が大きく進みました。研究チームは、思春期と生殖機能を調節するこれらの下垂体細胞が、従来考えられていたようにすべて胚発生期に生じるわけではないことを確認しました。その大半は、ミニ思春期と呼ばれる重要な時期に、出生後の第二の発生波で生じます。
ゴナドトロフは、脳の中央にある小さいながらも重要な下垂体に存在します。そのホルモンは卵巣や精巣を成熟させ、卵子や精子の産生を開始させます。科学者たちは長年、これらの細胞は主に胚発生期に形成されると考えてきましたが、今回の研究はその見解に疑問を投げかけています。
出生後の幹細胞が大部分を担う
クリック研究所のチームは以前、自己複製し、複数の下垂体細胞種に分化できる組織特異的な幹細胞を下垂体内で特定しました。しかし、生体内での役割は明らかになっていませんでした。
Nature Communicationsに掲載された今回の研究では、科学者たちは遺伝子標識を用いてマウスの幹細胞を追跡しました。出生から一歳まで、これらの細胞は他の下垂体細胞ではなく、ほぼ例外なくゴナドトロフへと分化しました。この過程は出生直後に始まり、マウスではミニ思春期にあたる、思春期前まで続きました。
また、胚発生期と出生後に生じたゴナドトロフは、下垂体内の異なる領域を占めることも分かりました。胚発生期の細胞は生涯にわたりその場にとどまる一方、出生後の細胞は徐々に複数の領域へ広がり、機能と運命が異なることを示しています。
これらの幹細胞を活性化するものは何か
ゴナドトロフが胚発生期に生成されないとすれば、出生後に幹細胞をゴナドトロフへ変化させるシグナルは何なのでしょうか。研究チームはいくつかのホルモン介入を試しました。
まず、ゴナドトロフの機能を活性化する脳内ホルモン、性腺刺激ホルモン放出ホルモン（GnRH）を遮断しました。精巣と卵巣は小さくなりましたが、幹細胞は正常にゴナドトロフへ分化し続け、GnRHが主要な引き金ではないことが示されました。
テストステロンなどの性ホルモンを遮断したり、性腺を除去したりしても、明確な影響はありませんでした。そのため研究チームは、母体から離れた後の生理的変化、おそらく出生そのものが、細胞の運命の変化を引き起こす可能性を示しました。
ミニ思春期：介入の新たな機会
この発見は基礎科学に影響を与えるだけでなく、思春期発達障害への臨床介入を変える可能性があります。
例えば、先天性低ゴナドトロピン性性腺機能低下症（CHH）の人はGnRHを分泌できないため、ゴナドトロフが活性化されず、思春期が遅れたり、起こらなかったりします。マウスと同様に、ヒトも出生後にミニ思春期を経験します。これは下垂体が活性化され、発達が始まる短い期間です。
研究者たちは、ヒトにも二つのゴナドトロフ集団が存在する可能性があると考えています。一方は胚発生期に生じ、もう一方は出生後に幹細胞から生じる集団です。これが確認されれば、臨床医は出生後早期に幹細胞による産生を評価し、思春期発達障害を予測して、正常な思春期発達の機会を逃す前に介入できるようになるかもしれません。
専門家のコメント：理解を大きく変える発見
「これらの幹細胞が下垂体に存在することは以前から分かっていましたが、本当の機能を特定することはできませんでした。適切な時期に適切なツールを使うことで、ついにその重要な役割を明らかにできました。」
—カリーヌ・リゾッティ博士、クリック研究所 幹細胞生物学・発生遺伝学研究室 主任研究員
「今回の研究は、ゴナドトロフが胚発生期に一斉に産生されるわけではないことを示しています。つまり、より柔軟な時期に臨床介入できる可能性があります。」
—ダニエル・シェリダン博士、元クリック研究所博士課程学生、筆頭著者
「ゴナドトロフには二つの異なる起源があると分かった今、CHHなどの病態でどの集団が影響を受けるのかを調べることができます。」
—ロビン・ラヴェル＝バッジ教授、クリック研究所 幹細胞生物学・発生遺伝学研究室 シニアグループリーダー
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