女性の体は、弱い精子をブロックする驚くほど洗練された方法を持っていた

運動性の高い精子を選抜する選択メカニズムがあった　rez-art - iStock

＜米コーネル大学の研究によって、子宮から卵管へとつながる狭窄が、運動性の高い精子を選抜する役割を担っていることが明らかとなった＞

ヒトをはじめとする哺乳動物は、わずか1個の卵子に対し、一回の射精で6000万から1億の精子を放出するが、精子が卵子と出会うためには雌性生殖器を通過せねばならないため、精子の運動性は受精可能性を決定づける重要な特性であると考えられてきた。

そしてこのほど、子宮から卵管へとつながる狭窄が、運動性の高い精子を選抜する役割を担っていることが明らかとなった。

狭窄が運動性が低い精子の進入を妨げる「門」のような役割

米コーネル大学アリレザ・アブバスポアラッド博士らの研究チームは、マイクロ流体デバイスを使って、雌性生殖器内の狭い結合部での流体力学的性質をシミュレーションしたところ、運動性が一定レベルを下回る精子の進入を狭窄が妨げ、いわば"門のような役割"を担っていることがわかった。

一連の研究成果は、2019年2月13日、オープンアクセスジャーナル「サイエンス・アドバンシーズ」で公開されている。

運動性の高い精子を選抜する選択メカニズム

研究チームでは、シミュレーションに先立ち、この狭窄を模倣した最狭幅0.04ミリ、最広幅0.3ミリのマイクロ流体デバイスを開発するとともに、「精子の位置は、推進速度、媒体の流速場、側壁との流体力学的相互作用に起因する速度成分に影響を受ける」との仮説のもと、精子の位置を予測する数式モデルを作成した。

狭窄が担う"門のような役割"を観察するべく、このマイクロ流体デバイスを使ったヒトの精子とウシの精子のシミュレーションでは、狭窄内のせん断速度が7.98sまで低下するように媒体の流入速度を下げたところ、秒速0.0842ミリの最も運動性の高い精子はこの流れに耐えたが、速度の低い精子は狭窄を通り抜けることができなかった。精子がくねくねと動きながら狭窄を通り抜けよう繰り返し試み、対向流に押し戻されていく様子が、動画でもとらえられている。

研究チームは、このようなシミュレーション結果をふまえ、「狭窄の"門のような働き"は、運動性の高い精子を選抜するために生殖管が用いている、運動性をベースとした選択メカニズムである」と結論づけている。

この研究成果は、生殖医療のさらなる進化に寄与する可能性を秘めている。

精子の数よりも運動性がより重要

米ワシントン大学のジョン・エーモリ教授は、米ニュースサイト「ザ・ヴァージ」の取材に対して、「臨床的には、精子の運動性の高さが受精の要因ではないかと疑われてきたが、この研究成果はこの見方が正しいことを示している」と評価している。

同様に、ワイルコーネル医科大学のハリー・フィッシュ博士も、米誌「USニューズ」において、「精液検査では、まず精子の数に注目し、さらにその形状や運動性をみてきたが、この研究成果は、従来考えられていたよりも、精子の運動性がより重要だということを示している」と述べている。