順天堂大学大学院医学研究科生化学・細胞機能制御学の李慶賢 大学院生、李賢哲 助教、横溝岳彦 教授の研究グループは、オメガ６脂肪酸の男性ホルモン産生*1における役割を解明しました。オメガ６系の高度不飽和脂肪酸*2は従来から精巣に多く存在することが知られていましたが、その生理的意義はよく分かっていませんでした。研究グループが解析した結果、オメガ６系の高度不飽和脂肪酸が男性ホルモンの元となるコレステロールの貯蔵に重要であることを発見しました。本成果は、テストステロン補充療法以外に根本的な治療法が無かった加齢男性性腺機能低下症候群*3に対し、オメガ６脂肪酸の投与による新規治療法の可能性を示すものです。本論文はCommunications Biology誌に2022年9月21日付で公開されました。
ヒトの加齢に伴い、血清中のテストステロン濃度が低下し（1）、骨粗鬆症、筋力の低下、性欲減退、気分の変化など、多くの悪影響が懸念される状態です（2）。加齢に伴いテストステロン濃度が低下するメカニズムは不明ですが、雄性生殖管の老化がヒトと大きく類似しているブラウン・ノルウェー・ラットの最近の研究により、この重要な問題に光が当てられ始めています（3-5）。加齢に伴い、これらのラットの精巣のテストステロン産生能は著しく低下する(3)。この減少は、哺乳類の精巣でテストステロンの産生を担う細胞であるライディッヒ細胞個々の機能障害と関連しており、ライディッヒ細胞の消失とは関係ない(6)。個々のライディッヒ細胞がテストステロンを産生する能力に関して、機能低下する原因は何でしょうか？ライディッヒ細胞の構造とステロイド生成機能の維持には、黄体形成ホルモン (LH) による慢性的な刺激が必要であり (7) 、加齢に伴うステロイド生成の低下は、LHの欠損に起因する可能性が示唆されます。しかし、Brown Norway ラットでは、ヒトと同様に加齢に伴う血清 LH 濃度の低下は見られず (6, 8)、さらに加齢ラットへの LH 投与は加齢 Leydig 細胞のステロイド生成不全を回復しなかった (9) ことから、加齢に伴うステロイド生成不全は LH の欠損に起因することが示唆された。これらのことから、加齢に伴うライディッヒ細胞のステロイド形成の変化には、おそらく LH の過小刺激が関与していないことが示唆されます。
一般に細胞の老化を説明するメカニズムとして提案されているものは、遺伝子によって制御されるプログラムされた老化と、細胞の損傷によって生じる非プログラムされた老化に大別される(10)。後者には、活性酸素を介した脂質、タンパク質、および/またはDNAの損傷が含まれる(11)。活性酸素による損傷は、細胞機能を徐々に低下させ、機能的老化につながる可能性があることが予想される。第一に、活性酸素はステロイド生成経路の重要な構成要素を損傷することが示されていること (12, 13) 、第二に、活性酸素種はステロイド生成自体にも生成されることが示されていること (13, 14) である。もし、ステロイド生成の副産物として生成される活性酸素種が、加齢に伴うテストステロン産生の減少の原因であるならば、ステロイド生成を慢性的に抑制することで、この加齢の結果を減少させる、あるいは防止できるはずだと、我々は推論していた。
我々は以前の研究から、 下垂体LHに対する負のフィードバック機構を介して機能する、避妊用量のテストステロンをラットに投与すると、 LHが抑制されること、その結果、ライディッヒ細胞のテストステロン生産が抑制されること、インプラントを除去するとライディッ ヒ細胞のステロイド生成が回復することを知っていました（15、16）。したがって、シラスティックインプラントによるテストステロン投与は、ライディッヒ細胞のステロイド生成を可逆的に抑制する手段を提供し、事実上、インプラントを除去するまで細胞をステロイド生成の「冬眠」状態に置くものである。このプロセスにより、ライディッヒ細胞の老化に伴うステロイド生成の減少を長期にわたって抑制することができる可能性を検討することができた。
ライディッヒ細胞
ライディッヒ細胞は丸い小胞状の核をもち、脂肪滴を含む多角形の好酸性細胞である。細胞質は滑面小胞体に富んでいるため、好酸性を示す。しばしば、リポフスチン色素と棒状の結晶様構造（ラインケ晶質）が見つかる[2][3]。ステロイド産生の副産物として産生される活性酸素種が、ステロイド産生経路の重要な構成要素に損傷を与え、テストステロン産生の減少の原因となっている可能性がある。[1]
フリーラジカルの生成と脂質過酸化は、精巣の生理学および毒性学において重要なメディエーターとなる可能性がある。ステロイド生成経路のチトクローム P450 酵素は、フリーラジカルを生成することが知られている。本研究では、ラット精巣におけるフリーラジカルを介した脂質過酸化のゴナドトロピンによる制御と抗酸化防御システムをin vivoで解明することを目的とした。GnRH アンタゴニスト（Org 30276; 1 mg/kg BW）およびテストステロン［40-mm SILASTIC brand (Dow-Corning) capsules］処理により、血清ゴナドトロピン値を抑制した。予想通り、血清 LH は非常に低いレベルまで減少したが、血清 FSH はわずかに減少したのみであった。8 日間のテストステロン処理により、過酸化物代謝酵素であるカタラーゼ、グルタチオンペルオキシダーゼ（GSH-Px）、グルタチオントランスフェラーゼのレベルが低下した（それぞれ-44%、-24%、-31%、すべてにおいて P < 0.01 ）。これらの変化は主に間質組織を反映しており、カタラーゼとGSH-Px活性は精細管よりもはるかに高かった。精巣のCuZnまたはMnスーパーオキシドディスムターゼ活性は、精細管で高かったが、ゴナドトロピン抑制の影響は受けなかった。精巣の総ペルオキシラジカル捕捉能、およびその成分であるビタミンEとユビキノール9も影響を受けなかった。脂質過酸化は、8日間の処理で減少し、共役ジエンと蛍光性クロモリピッドの形成の減少で検出された（それぞれ-30％と-19％；いずれもP < 0.05）．カタラーゼとGSH-Px活性の減少は、GnRHアンタゴニストによる2日間のゴナドトロピン抑制、あるいはテストステロンによる5日間の処理でも同様の結果が得られた。hCG を単独で、あるいは遺伝子組換えヒト FSH と組み合わせて投与すると、酵素活性の変化は回復した が、FSH 単独では効果がなかった。テストステロン5日間投与後、カタラーゼメッセンジャーRNAの発現をノーザンハイブリダイゼーションで調べたところ、酵素活性の変化と並行して発現していることが観察された。hCG注入5時間後に間質組織と精細管を分離し、フリーラジカルの生成部位を調べたところ、間質組織ではGSH-Pxが、精細管ではGSH-Pxが生成された。GSH-Pxは間質組織でのみhCGにより誘導され（+28%；P< 0.01）、ステロイド生成中のフリーラジカル生成の仮説を支持するものであった。P450コレステロール側鎖切断酵素の阻害剤であるアミノグルテチミドは、精巣において広範な脂質過酸化を誘導した。おそらく、アミノグルテチミドは、基質の酸素化が妨げられると、P450酵素からフリーラジカルを漏出させることにつながる。以上より，ラット精巣における生理的 LH 作用は，脂質の過酸化を引き起こし，間質組織における過酸化物代謝酵素の活性を高 く維持することが示唆された。
「医者はよるべなき病者の友」ポンペ
