生殖行動における、メスの脳とオスの脳の違いをメダカで発見
～メスだけが性ホルモンの影響を受ける脳の部位～

東京大学大学院農学生命科学研究科の平木十和子を中心とする大久保範聡准教授の研究グループは今回、メスだけが性ホルモン（男性ホルモンや女性ホルモン）に反応する脳の部位を、メダカで発見した。その部位は、生殖行動を支配するとされる脳の部位と一致しており、今回の発見は、メスのみで生殖行動が性ホルモンの影響を大きく受けることを意味する。多くの動物種では、オスは常に生殖行動を行うことができるのに対し、メスが生殖行動を行う時期や条件が限られているが、このしくみを解明する糸口として注目される。また、メスの脳だけに見られる性ホルモンへの反応性は、卵巣を摘出し、男性ホルモンを与えると消失することも分かり、メダカの脳の性別は、生まれつき決まっているのではなく、生後のホルモン環境で変わり得ることが明らかとなった。魚類に見られる性転換現象（注1）のしくみの解明にも繋がると期待される。

メダカ脳内の生殖行動に関係する部位（終脳腹側領域）での女性ホルモン受容体。写真中の黒い部分が女性ホルモン受容体を示す。この脳部位では、女性ホルモン受容体はメスのみに存在し、オスには存在しない。メスでも、卵巣を摘出すると減少するが、そこに女性ホルモンを補充すると回復し、男性ホルモンを与えるとオスと同様、ほぼ完全に消失する。（拡大画像↗）

多くの動物種では、オスは常に生殖行動を行うことができるのに対し、メスが生殖行動を行う時期や条件が限られていることが知られている。このような生殖行動における雌雄の違いは、精巣や卵巣で作られる性ホルモン（男性ホルモンや女性ホルモン）の作用の違いによると考えられてきた。今回、東京大学大学院農学生命科学研究科大学院生の平木十和子を中心とする大久保範聡准教授の研究グループは、メダカを用いた解析によって、メスのみが性ホルモンに反応する部位が脳内に存在することを発見した。

性ホルモンは、その受け皿となる物質（性ホルモン受容体：男性ホルモン受容体および女性ホルモン受容体）が存在する部位のみで作用を発揮することができる。今回、同研究グループがメダカの脳内で、男性ホルモン受容体および女性ホルモン受容体の分布と量を調べたところ、脳のある部位において、両受容体がメスには多く存在するが、オスには存在しないことが明らかとなった。このような雌雄のどちらかだけに性ホルモン受容体が存在する脳の部位は、これまで知られていなかった。

詳細な解析の結果、その脳の部位は、生殖行動を支配するとされる脳部位であることが分かった。したがって今回の発見は、メスのみが、生殖行動が性ホルモンの影響を大きく受けることを意味する。オスが常に生殖行動を行うことができるのに対し、メスが生殖行動を行う時期や条件が限られているのは、生殖行動に関係する脳の部位が、オスでは体内の性ホルモンの影響を受けないのに対し、メスでは体内の性ホルモンの量やバランスに大きな影響を受けるからだと考えられる。今後、このような脳内の雌雄の違いを詳しく解析していくことで、生殖行動での雌雄の違いを生み出すしくみが明らかになると期待される。

また、生殖行動に関係する脳の部位で、メスだけに存在する男性ホルモン受容体と女性ホルモン受容体は、卵巣を摘出し、男性ホルモンを与えると消失することも分かった。卵巣を摘出しても、女性ホルモンを補充すると、それらの受容体は維持された。さらに、メダカは人工的に簡単に性転換させることができるが、本来はメスであるはずのメダカを性転換させ、精巣を発達させると、両受容体は消失し、本来はオスであるはずのメダカを性転換させ、卵巣を発達させると、両受容体が出現することも分かった。これらのことから、メダカの脳内の性ホルモン受容体の有無は、生まれつき決まっているものではなく、生後のホルモン環境で変わり得ることが明らかとなった。

魚類ではごく一般的に、性転換という現象が認められるが、そのしくみについてはほとんど明らかになっていない。今回の成果は、そのしくみ、特に脳の性別が逆転するしくみ（オス型の脳がメス型に切り替わるしくみ、あるいはメス型の脳がオス型に切り替わるしくみ）の解明にも繋がる成果としても注目される。