膜脂質輸送型ABCタンパク質が担う未知の生理的役割の解明

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昨年度までに、ヒト培養細胞を用いた異種発現実験から、3種類のメダカABCA1のうち2つのサブタイプがHDL産生活性を有し、ヒトABCA1と同様の機能を担っていることが示唆されていた。また、CRISPR-Cas9システムを利用して各Abca1遺伝子単独欠損メダカを樹立したところ、１系統でメス個体が産卵異常により不妊となることを見出していた。そこで、本年度は産卵異常の詳細な解析を行った。まず、Abca1遺伝子欠損メダカ卵巣の組織学的解析を行ったところ、正常に成長した排卵前卵胞の存在が認められた。この結果から、Abca1遺伝子欠損メダカにおいても卵胞の発達は正常に進行することが示唆された。次に、Abca1遺伝子欠損メダカから排卵前卵胞を単離し、in vitroにおいて卵成熟と排卵能を評価した。その結果、Abca1遺伝子欠損メダカ由来の卵胞では排卵率の著しい低下が認められた。また、野生型メダカの卵巣切片を用いた免疫染色から、ABCA1が排卵前の発達した卵胞の濾胞細胞層に発現していることが見出された。次に、ABCA1の欠損による卵巣中のコレステロール量への影響を調べたところ、Abca1遺伝子欠損メダカでは有意な増加が認められた。卵巣などのステロイド合成組織では、コレステロールを前駆体として種々の性ホルモンが合成され、これらが卵胞の発達や排卵に必須の役割を担っている。しかし、Abca1遺伝子欠損メダカの卵巣では予想に反して性ホルモン量の低下は認められなかった。また、野生型メダカから単離した卵胞にコレステロールを添加したところ、in vitroにおいて排卵率の低下が認められた。以上の結果から、メダカにおいて、濾胞細胞層に発現するABCA1が卵胞内のコレステロール恒常性の維持に関与しており、その欠損によって卵胞内にコレステロールが異常蓄積し、正常な排卵が阻害されたことが示唆された。