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横浜市立大学附属市民総合医療センター 生殖医療センター部長 准教授と、横浜国立大学大学院工学研究院 栗原靖之教授らの研究グループは、哺乳類（ウマ?ウシ?マウス?ヒト）の精子運動性を支えるエネルギー産生機構として、解糖系および電子伝達系に加え、糖新生が新たに関与する三つのメカニズムが存在することを明らかにしました。

本研究成果は、「Reproductive Medicine and Biology」のオンライン版に先行公開されました（2026年1月16日）。
 

精子は、射精后に体内で卵子と出会うまで、活発に运动し続ける必要があり、そのために非常に多くの生体エネルギー（础罢笔）を消费します。精子における础罢笔产生には主に２つの仕组みがあると考えられています。1つ目は精子の鞭毛付近で机能するブドウ糖を分解して础罢笔を得る「解糖系」、２つ目は头部と尾部の间の「中片^＊２」に存在するミトコンドリアで础罢笔を产生する「电子伝达系」です。

しかし解糖系は础罢笔生产効率が低く、一方で电子伝达系は大量の础罢笔を作れるものの、精子では中片付近でつくられた础罢笔を鞭毛まで输送する输送システムを持っていないことが知られています。そのため従来のエネルギー产生モデルだけでは、精子がどのように运动に必要なエネルギーを产生しているかを十分に説明できませんでした（図1）。

そこで本研究では、哺乳类（マウス?ウシ?ウマ?ヒト）の精子运动において、电子伝达系で得られたエネルギーを使ってグルコースを合成する「糖新生」が起こり、そのグルコースを鞭毛に运んで解糖系を利用して活発な运动に必要なエネルギーを作っているのではないか、という仮説を立てました。この仮説を検証するため、糖新生に必要な酵素であるフルクトースビスフォスファターゼ（贵叠笔补蝉别1）に着目し、男性不妊患者の精子における贵叠笔补蝉别1のタンパク质発现および局在プロファイルを解析することで、実际に精子内で糖新生が生じているかを検讨しました。
 

研究にはヒト、ウマ、ウシ、マウスの精子が用いられ、このうち横浜市立大学医療センター生殖医療センターは男性不妊症外来にて採取した 3名の患者さんの精液サンプルを使用して、ヒトのFBPaseの存在を調査しました。

マウスを使った実験では贵叠笔补蝉别が精子中片から鞭毛にかけて発现していました（図2）。また、贵叠笔补蝉别1阻害剤を精子に添加すると运动性が消失しました。このことは、先ほどの仮説が正しいことを示しています。また、ヒトの精子の研究では、3例すべての患者さんにおいて贵叠笔补蝉别1が精子内で発现していることが分かりました。さらに、运动率の低かった患者さんでは贵叠笔补蝉别1の発现量が低く、逆に高かった患者さんでは运动性が高いことがわかりました（図3）。これらのことより、精子は电子伝达系が作ったエネルギーを利用して解糖系に必要なグルコースを生产し、鞭毛の解糖系で精子が运动すること、贵叠笔补蝉别1の発现量が精子运动性と関连しており、精子运动性の指标となりうることが示唆されました。
 

今回の検讨ではヒトの精子での调査は3例しか行われていませんので今后、糖新生経路やその中にある贵叠笔补蝉别と精子运动や男性不妊症との関连などについて症例を増やして検証を加えていく必要があります。

この関係性が明らかになればヒト精子を动かすメカニズム、男性不妊症の中でも精子运动率が低下する精子无力症の原因解明やその治疗法开発に役立つ可能性があります。

*1  ミトコンドリア：细胞内に存在する小器官。一つの细胞に数百から数千個存在する。呼吸により取り込まれた酸素を利用して细胞を活動させるエネルギーを産生する。

*2  中片：midpiece  精子の頭部と鞭毛（尻尾）の間にある器官。ここにミトコンドリアが多数存在し、精子を動かすエネルギーを作っている。
 

本研究は、日本医療研究開発機構（AMED JP201m0203011J0002）とJSPS科研费（基盤C　JP24K08167）の支援を受けて実施されました。 

タイトル： The Three Pillars of ATP Production in Mammalian Sperm: Integrating Gluconeogenesis Into the Metabolic Framework.
著者： Oishi K, Tokito R, Yumura Y, Yoshida M, Yoshida K, Asada M, Mikami K, Watanabe H, Muranishi Y, Kurihara Y.
掲載雑誌： Reproductive Medicine and Biology
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横浜市立大学　広报担当
mail:koho@yokohama-cu.ac.jp