私たちの体の中では、細胞たちが絶えず「会話」を交わし、情報をやり取りしています。そのコミュニケーションに使われるのが、細胞から放出されるナノスケールの小さなカプセル、「細胞外小胞」です。この小胞は、細胞同士がメッセージを送り合うための宅配便のような役割を担っており、受け取った細胞の活動や振る舞いに影響を与えます。この細胞間のコミュニケーションは、卵子が成熟する卵巣の微細な環境において、特に重要な意味を持ちます。もし、この"会話"を詳しく解き明かすことができれば、これまで謎に包まれてきた不妊の原因や、卵子の質の秘密に迫れるかもしれません。
この度、エストニアの研究チームが、この細胞の宅配便には大小さまざまなサイズがあり、それぞれが全く異なるメッセージを運び、卵巣の機能に異なる影響を与えていることを突き止めました。この発見は、女性の生殖能力に関する理解を深め、個別化医療への扉を開く画期的な一歩となる可能性があります。
生物の体内では、細胞は常にシグナルを送受信しています。最も一般的なコミュニケーションはホルモンなどの化学シグナルによるものですが、多くの体液中では、細胞は細胞外小胞を使って情報を交換します。これらのナノスケールの粒子は宅配便のように機能し、細胞はこれを通じて互いにメッセージを送り、相手の活動、形状、または行動に影響を与えます。この小胞には、近隣の細胞の振る舞いを変えることができる短鎖RNAなど、様々な分子が含まれています。細胞は発生段階や状態に応じて異なる小胞を放出することが知られており、小胞は細胞内で何が起こっているかを反映しています。
TalTech（タリン工科大学）化学・生物工学科の研究者たちは、ヘルシンキ大学およびエストニアのタリンに拠点を置くHansaBioMed Life Sciences社の研究者たちと共同で、この小胞が発育中の卵子の環境と卵巣機能にどのように影響するかを調査しました。卵子は、卵胞という液体で満たされた袋の中で、それを支える顆粒膜細胞と共に成長し、最適な環境が提供されます。細胞外小胞は、卵子を取り囲むこの卵胞液の中を漂っています。
本研究の筆頭著者であるTalTechの博士課程学生、インゲ・ヴァリク（Inge Varik）氏によると、EVsはサイズ、密度、表面成分、外観、内容物が多様であることが知られていますが、通常はこれらの異なるサブタイプが混在した状態で研究されてきました。「私たちは、このアプローチで十分なのか、それとも小胞が運ぶ情報や卵巣細胞への影響をより深く理解するためには、異なるサブタイプを別々に分析すべきなのかを明らかにしたいと考えました」と彼女は語ります。
異なるメッセージ、異なる効果
この研究では、小さい（直径100ナノメートル）小胞と大きい（直径300ナノメートル）小胞が顆粒膜細胞に与える影響を比較しました。顆粒膜細胞は卵胞内の支持細胞で、ステロイドホルモンを産生し、卵母細胞の成熟を助けることで、卵胞の発育と生殖能力を調節しています。
結果は、それぞれが明確に異なる効果を持つことを明らかにしました。小さい小胞は遺伝子発現、シグナル伝達、細胞外環境の組織化に広範な影響を与えました。一方、大きい小胞は遺伝子発現への影響は比較的小さいものの、テストステロンの産生を著しく増加させました。
生殖生物学研究グループの責任者であり、本研究の上級著者であるアグネ・ヴェルトゥット-メイカス（Agne Velthut-Meikas）氏は、次のように強調します。「私たちの研究は、卵胞内のコミュニケーションがこれまで考えられていたよりもはるかに複雑であることを示しています。それぞれの小胞は非常に特異的で重要な情報を運んでいるのです。私たちは、大きい小胞にpiRNAというタイプの短鎖RNA分子が著しく多く含まれていることを見出しました。この分子の卵巣のステロイド産生顆粒膜細胞における役割はまだ不明ですが、卵子の発育に重要であることが知られています。」
妊活の秘密を解き明かす
細胞間のコミュニケーションは、卵胞の発育において決定的な役割を果たします。このコミュニケーションが加齢、環境要因、または病気によって妨げられると、女性の生殖能力に影響を及ぼす可能性があります。「この発見は、現在私たちが行っている、不妊の問題を抱える女性から得た小胞とその細胞への影響を調べる研究の強力な基盤となります」とヴァリク氏は説明します。
この研究には、もう一つ価値ある応用可能性があります。将来的には、EVsが細胞や生物全体の詳細な状態を知らせるバイオマーカーとして機能するかもしれないのです。女性の生殖能力、特に卵子の質は、卵胞液中の小胞から検出されるpiRNAのプロファイルに基づいて評価できるようになるかもしれません。
「もし卵子の質や不妊治療への卵巣の反応を反映する、信頼性の高い小胞ベースのバイオマーカーを特定できれば、個別化医療における大きな進歩につながるでしょう」とヴェルトゥット-メイカス氏は述べています。
このオープンアクセスの研究「Small and Large Extracellular Vesicles from Human Preovulatory Follicular Fluid Display Distinct ncRNA Cargo Profiles and Differential Effects on KGN Granulosa Cells（ヒト排卵前卵胞液由来の大小の細胞外小胞は、異なるncRNAカーゴプロファイルとKGN顆粒膜細胞への異なる効果を示す）」は、2025年7月7日に権威ある学術誌Journal of Extracellular Vesiclesに掲載されました。
