谷学発！常識と非常識　39話　卵子の加齢について～少子化の隠れた要因の一つ？～１．基礎編：減数分裂

はじめに

　少子高齢化社会の到来は、現在の日本にとって、政治、経済、社会を揺るがす大きな問題となっています。このうち、少子化を取り上げてみると、その原因は多種多様で、複数の要因が複雑に絡み合った結果です。個別の事由としては、晩婚化や未婚化の増加、女性の高学歴化、住環境の変化、経済状況の悪化、社会風土の変化などが挙げられます。

　本稿では、少子化に直接関係する「卵子の加齢」を取り上げ、その生物学的な問題点について、私見を交えて解説してみます。

卵子の加齢になぜ興味を持っているのか

私が卵子の加齢について、なぜ興味を持っているのか。そのことからお話を進めます。

　ヒトの染色体数が“46”と確定したのは1956年のTjio and Levan¹⁾ の論文でした。私がヒトの染色体を始めて顕微鏡で観察したのが大学院博士課程の1960年、その後まもなくダウン症の染色体を観る機会があり、21-trisomy を顕微鏡下に確認したときの衝撃 ― こんな染色体を持ったヒトが生きているんだ ― は今でも覚えています。

　それから5年あまり、私は国立遺伝学研究所（静岡県三島市）の人類遺伝部でヒトの染色体研究に従事していました。その時の主テーマがダウン症で、私自身も200症例以上について染色体確定診断をした記憶があります²^）。当時、すでにダウン症が高齢出産に多いことが知られており、maternal age effectと呼ばれていました。

　1970年に武田薬品に移り、ダウン症研究から離れ、医薬品の遺伝毒性に係るようになりました。遺伝毒性試験の中に優性致死試験という試験があります。薬物を投与した雄マウスと無処理雌とを交配し、妊娠した雌について子宮内の胚胎児の生死を調べる方法です。死亡胎児や不着床が増えれば、精子形成過程で染色体異常を生じた精子が受精した結果と判定されていました。この試験を始めたころは、受精卵で染色体異常を確認したデータはまだ無く、ならばと、1976年頃に着床前の受精卵の染色体観察をすることにしました。半年後に、受精卵で切断や転座を起こした鮮明な染色体が観察されたときには、やった！と喝采したものです。直ちに投稿論文を書き始めたさ中に、Mutation Research 誌に載った論文に先を越されてがっくり。世界初の夢は潰えました³^）。

　このように、卵子については、ダウン症にはじまり優性致死試験と、直接関わってはいないものの、いつも頭のどこかに引っ掛っていました。それから50年、卵子の加齢が今大きな問題となっています。これまで調べたことをまとめてみましたので、ご参考になればと思います。

１.　配偶子（精子と卵子）形成のための減数分裂について

　卵子形成を理解するには、我々の体の構成単位である細胞の増殖に関する基礎知識が必要です。全ての細胞は、細胞分裂によって増殖するが、体細胞と生殖細胞では分裂の仕組みが大きく異なります。成書を読めばわかることですが、学生時代に生物学の講義を受けたつもりで、お付き合いください。

そこで、体細胞分裂と減数分裂の主要点を比較して表１にまとめてみました。

表1．体細胞分裂と減数分裂の主要点の比較

1.1　体細胞分裂

　体細胞分裂では、同型，同大の染色体が2本ずつあり、相同染色体と呼ばれています。ただし、XとYの性染色体では形も大きさも違います。ヒトでは22対の常染色体とXYまたはXXの性染色体の組み合わせです。細胞分裂に際しては、分裂前期から中期にかけ染色体は2本の構成単位に分かれており、これを姉妹染色分体といいます。分裂後期には姉妹染色分体が別々の分裂極に移動します。始原生殖細胞、精原細胞と卵原細胞の分裂は体細胞分裂と同じです。

1.2　減数分裂

　減数分裂とは、2倍性(2n)の生殖細胞（精母細胞あるいは卵母細胞）から単数性(n)の配偶子（精子や卵子）を作るときに行われる特殊な分裂で、2回の分裂（減数第一分裂と第二分裂）が続けて行われます。

　減数第一分裂では、2本の相同染色体が対合して４本の染色分体よりなる二価染色体を形成します。このため、通常の体細胞分裂で観察される染色体とは、形態が大きく異なっています。その分裂前期は、染色体の形態から、さらに細糸期（leptotene）,接合糸期または対合期（zygotene）、太糸期（pachytene）、複糸期（diplotene）、移動期（diakinesis）に細分されています。分裂後期には、対合していた相同染色体が分かれて、それぞれ別の分裂極に向かいます。この結果、染色体数が半減することになります。

　減数第二分裂は、体細胞分裂と同じ分裂過程をたどり、2本の染色分体が1本ずつ分裂極へ向います。こうして、2回の分裂によって、4個の単数体の配偶子（生殖細胞）が作られます。

　精子形成と卵子形成では、その形成過程で減数分裂が行われることは共通ですが、その時間的推移、特に休眠期間は非常に異なっています。

1.3　減数分裂の生物学的意義

　減数分裂は、染色体数を半減させる分裂ですが、生物学的に重要な意義として、子の世代に遺伝の多様性を生み出すことが挙げられます。ヒトを例にすると、23組の相同染色体を持つため、2²³= 8,388,608、およそ840万通りの配偶子が作られますし、8,388,608²=70,368,744,177,664およそ70兆通りの次世代が生まれる可能性があります。また、減数第一分裂では、染色体の一部が入れ替わる乗換え（相同組換え）が起こり、更に遺伝の多様性を広げることになります（wikipediaより^4））。

次回は、配偶子、特に卵子が，どのようにして作られるのか、おさらいしましょう。

参考資料

Tjio, J. H. and Levan 1956. The chromosome number of man. Hereditas, 42:1-6.
Kikuchi, Y., H. Oishi, A. Tonomura, K. Yamada, Y. Tanaka, T. Kurita and E. Matsunaga 1969. Translocations with Down’s syndrome in Japan: Its frequency, mutation rate of translocation and parental age. Jour. Human Genet., 14:93-106.
Hitotsumachi, S. and Y. Kikuchi 1977. Chromosome aberrations and dominant lethality of mouse embryos after paternal treatment with triethylenemelamine. Mutat. Res., 42:117-124.

４. https://ja.wikipedia.org/wiki/滅数分裂. 2018. 3. 14.

（菊池康基）