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SYCP2遺伝子とは?減数分裂の染色体軸をつくり、男性不妊・がんの薬剤耐性に関わる遺伝子

仲田洋美 医師

この記事の監修:仲田洋美(臨床遺伝専門医)

のべ10万人以上の意思決定に伴走。国際医療誌『Medical Care Review APAC』『Global Woman Leader』の2誌で表紙を飾り、「Top Prenatal Testing Service in APAC 2025」に選出されるなど、世界基準の遺伝医療を提供。

精子や卵子をつくるとき、細胞は父方と母方の染色体を1本ずつ正確に並べて向き合わせます。このとき染色体に沿ってかかる「はしご」のような構造を組み立てる部品のひとつがSYCP2遺伝子です。ヒトではこの遺伝子が片方だけ壊れても精子がつくれなくなることがあり、無精子症・乏精子症の原因のひとつとして報告されています。一方で同じ遺伝子は、本来は目覚めないはずのがん細胞のなかで異所的に働きだし、抗がん剤で生じたDNAの傷を修復して薬を効きにくくすることが分かってきました。本記事では「生殖細胞での本業」と「がん細胞での副業」という2つの顔を、遺伝専門医が整理して解説します。

この記事でわかること
📖 読了時間:約18分
🧬 減数分裂・男性不妊・DNA修復
臨床遺伝専門医監修

Q. SYCP2遺伝子とは何をする遺伝子ですか?まず結論だけ知りたいです

A. SYCP2は、精子や卵子をつくる減数分裂のときに染色体に沿って組み立てられる「接合糸複合体(シナプトネマ複合体)」の、両側の側柱にあたる部分の主成分をつくる遺伝子です。この側柱があるおかげで、父方と母方の同じ染色体どうしがぴったり向き合い、遺伝情報を交換できます。ヒトでは片方のSYCP2が途中で切れる変化(ヘテロ接合の切断型変異)が無精子症・乏精子症と関連することが報告されています。またこの遺伝子は、本来は精巣以外でほとんど働かないにもかかわらず、乳がん・卵巣がん・子宮頸がんなどで異所的に発現し、抗がん剤に対する抵抗性に関わることが分かってきました。

  • 減数分裂での役割 → 接合糸複合体の側方要素(LE)の主成分。SYCP3を軸に取り込むための上流の決定因子
  • ヒトでの疾患 → 精子形成不全1型(SPGF1)。ヘテロ接合の切断型変異で報告され、マウスの劣性(潜性)モデルとは様子が違う
  • 量が増えても壊れる → 均衡型転座による過剰発現でも精子形成が障害された症例が報告されている
  • がんでの働き → DNAメチル化の低下で異所的に発現し、Rループを介したDNA修復を助けて薬剤耐性に寄与する
  • 遺伝カウンセリングの要点 → がんでのSYCP2の変化は遺伝するものではありません。生殖細胞系列の話と切り分けて説明します

🧬 SYCP2遺伝子の基本情報

項目 内容
遺伝子名 SYCP2(Synaptonemal Complex Protein 2)/別名 SCP2
タンパク質 接合糸複合体タンパク質2(1,530アミノ酸)。C末端のコイルドコイル領域でSYCP3とヘテロ二量体をつくる
染色体上の位置 20q13.33(20番染色体の長腕の末端側)
OMIM番号 遺伝子 604105 / 表現型(精子形成不全1型・SPGF1)258150
主なはたらき 減数分裂期に染色体の軸となる軸要素/側方要素をつくり、SYCP3を軸へ組み込む。相同染色体の対合(シナプシス)に必須
主な発現部位 精巣(減数分裂期の生殖細胞)。正常組織での発現はきわめて限られます
生殖細胞系列変異と関連疾患 ヘテロ接合の切断型(フレームシフト)変異による精子形成不全1型(SPGF1)。無精子症・クリプトゾオスペルミア・重度乏精子症。均衡型転座に伴う過剰発現の報告もあります
体細胞レベルの変化 配列の変異ではなくエピジェネティックな異所性発現。乳がん・卵巣がん・子宮頸がん・頭頸部がんなどで、DNAメチル化の低下に伴い発現が上昇します
検査上の注意 機能喪失型バリアントは一般集団にも一定数存在し、見つかっても直ちに原因とは断定できません。がんでの発現量を測る保険収載検査は現時点でありません

各項目の根拠と詳しい解説は、本文の該当セクションをご覧ください。

1. SYCP2遺伝子とは ─ 染色体を並べる「はしご」の側柱をつくる

SYCP2は、Synaptonemal Complex Protein 2(接合糸複合体タンパク質2)の頭文字をとった遺伝子名です。ヒトでは20番染色体の長腕の末端側、20q13.33に位置しています[1]。つくられるタンパク質は1,530個のアミノ酸からなる大型の分子で[1]、ヒトの細胞のなかでは、精子や卵子のもとになる細胞が減数分裂を行っている一時期にだけ、まとまった量が現れます[2]

減数分裂の前半では、父方から受け継いだ染色体と母方から受け継いだ染色体が、番号ごとにペアを組んでぴったり向き合います。このとき2本の染色体のあいだに組み立てられる、はしご状のタンパク質構造が接合糸複合体(シナプトネマ複合体)です。はしごの2本の側柱にあたる部分を側方要素(LE)、その前段階を軸要素(AE)と呼び、側柱どうしを結ぶ横木にあたるのが横糸フィラメント(TF)と中央要素(CE)です。SYCP2は、このうち側柱側の主要な構成成分をつくります。

💡 用語解説:接合糸複合体(シナプトネマ複合体)

減数分裂の前期に、相同染色体(同じ番号の父方・母方の染色体)のあいだにだけ一時的に組み立てられる、はしご状のタンパク質構造です。役割は大きく2つあります。ひとつは2本の染色体を正しい相手どうしで、全長にわたってきちんと並べること。もうひとつは、遺伝情報の交換(組換え)を進める作業台になることです。この構造ができないと、染色体は正しく並ばず、遺伝情報の交換も進まないため、細胞は途中で分裂を止めて自ら死んでしまいます。精子や卵子ができなくなる原因のひとつが、ここにあります。

SYCP2の分子としての特徴は、C末端側にあるコイルドコイル領域です。コイルドコイルとは、らせん状に巻いたタンパク質の紐が2本より合わさって縄のようになる構造で、決まった相手とだけ強く結びつくための「継ぎ手」として働きます。SYCP2はこの継ぎ手を使って、もうひとつの側柱成分であるSYCP3と1対1のペア(ヘテロ二量体)をつくります[2]。はしごの側柱は、この2つのタンパク質が組み合わさって初めて完成すると考えると分かりやすいでしょう。

はしごの部品を担当する遺伝子たち

接合糸複合体は単独の遺伝子でできる構造ではなく、複数の遺伝子が分担して部品をつくっています。どの部品を担当しているかが分かると、それぞれの遺伝子が壊れたときに何が起きるのかも見通しやすくなります。

遺伝子 はしごのどの部分か 関連が報告されている病態
SYCP2 側柱(軸要素/側方要素)の主成分 精子形成不全1型(SPGF1)。無精子症・重度乏精子症
SYCP3 側柱のもうひとつの主成分。SYCP2とペアを組む 男性不妊(減数分裂停止)、習慣流産との関連報告
SYCP1 横木(横糸フィラメント) 側柱は並ぶが「連結」されない状態になります
SYCE1 中央要素(横木の中央部) 非閉塞性無精子症、早発卵巣不全(POI)
STAG3 はしごを載せる土台(減数分裂特異的コヒーシン) 早発卵巣不全(POI)、男性不妊
TEX11 組換えを進める作業チーム側の因子 X連鎖性の非閉塞性無精子症

なおSYCP2は、染色体を束ねるコヒーシンの構成因子SMC1A・SMC3や、組換えを担うTEX11と結合するとされています。ただしこれはマウス等での知見からヒトへ類推された注釈であり、ヒトのタンパク質そのもので直接確かめられた結合として断定できる段階ではありません[2]。研究段階の情報を臨床の説明に持ち込むときは、この区別がとても大切になります。

2. SYCP2とSYCP3の主従関係 ─ マウス実験が教えてくれたこと

SYCP2の役割がはっきり見えるようになったのは、2006年に報告されたマウスの実験からです。この研究では、SYCP2のC末端のコイルドコイル領域だけを失った切断型のマウスがつくられました。遺伝子ごと完全に消したのではなく、SYCP3と手をつなぐ「継ぎ手」の部分だけを外した、というのがポイントです[3]

結果は明快でした。この変異型SYCP2そのものは染色体の軸に残るのに、SYCP3は軸に載れなくなったのです。つまり側柱の組み立てには順番があり、SYCP2が先に土台へ配置され、そのうえでSYCP3を引き込む、という主従関係が示されました。もっとも、両者は完全に一方通行というわけではなく、公的データベースの注釈では「SYCP2が軸へ組み込まれるにはSYCP3を必要とする」という記載も併記されています[2]。おたがいを支え合いながら、SYCP2が主導する形で側柱が完成すると理解しておくのが実際に近いところです。軸要素が形成できないため相同染色体の対合は破綻し、精母細胞は途中で自ら死んでしまいます。その結果、オスは減数分裂が止まって不妊、メスは産仔数が著しく減る亜妊性という、性による差のはっきりした表現型になりました[3]。オスのほうが重く出るのは、減数分裂の品質管理がオスで厳しいためと考えられています。

💡 用語解説:「完全に消したマウス」と「一部を欠いたマウス」は別物です

遺伝子の働きを調べる実験では、遺伝子を丸ごと壊したノックアウトと、一部の領域だけを削った切断型・部分欠失とで、結果の意味がまったく変わります。2006年のSYCP2マウスは後者で、タンパク質自体は残っていました。SYCP2を本当に丸ごと消したマウスがつくられたのは2020年になってからで、そこでは、染色体の軸をつくる前段階のタンパク質(HORMAD1)を最初に染色体へ載せる役目はコヒーシンが担っており、SYCP2はその結合を安定させる側にまわっていることが示されました。「この遺伝子が無いと何が起きるか」を語るときは、どちらのモデルの話なのかを必ず確認する必要があります。

2020年に作製された完全欠損マウスでは、SYCP2とSYCP3の両方が染色体から失われた状態で、コヒーシンだけが軸のような芯を残すことが確かめられました[4]。この結果は、はしごの側柱(SYCP2・SYCP3)と、それを載せる土台(コヒーシン)とが、階層的に積み上がっていることを示しています。またSYCP2には、染色体のくびれ部分であるセントロメアを接合糸複合体につなぎとめる働きも報告されています[5]。染色体を「並べる」だけでなく「どこで固定するか」にも関わっている、というわけです。

仲田洋美院長

🩺 院長コラム【マウスの話とヒトの話を、同じ皿に載せないこと】

遺伝子の解説を読んでいると、マウスの実験結果とヒトの症例報告が地続きに書かれていることがよくあります。しかしSYCP2は、その混同がいちばん起きやすい遺伝子のひとつです。マウスで不妊になるのは両方のコピーが壊れたときですが、ヒトで報告されているのは片方だけが壊れた状態だからです。

この違いは、ご家族への説明でそのまま意味を持ちます。「両方壊れないと起きない病気」なら、ご両親は保因者で、きょうだいの再発率は4分の1という話になります。「片方でも起きうる」なら、話の組み立てはまったく別になります。動物モデルの知見はとても貴重ですが、それをヒトの遺伝形式にそのまま置き換えないこと。ここは診察室でいつも気をつけている一線です。

3. ヒトのSYCP2と男性不妊 ─ 精子形成不全1型(SPGF1)

ヒトでSYCP2に関連づけられている疾患は、精子形成不全1型(Spermatogenic failure 1:SPGF1)です。公的データベースOMIMでは表現型番号258150として登録されており、原因はSYCP2のヘテロ接合変異と記載されています[6]。ヘテロ接合とは、2本ある同じ遺伝子のうち片方だけに変化がある状態のことです。マウスで見た「両方壊れて初めて不妊になる」という図式とは、はっきり異なります。

この関連づけの根拠になったのは、2020年にアメリカ人類遺伝学会誌に報告された研究です。研究チームは不妊男性のコホートに対してエクソーム解析を行い、3人の男性でSYCP2のヘテロ接合フレームシフト変異を見つけました。いずれも大規模データベースには登録されていない変化でした[7]。精液所見は、精子がまったく見つからない無精子症から、遠心してようやく数個見つかるクリプトゾオスペルミアまで幅がありました。

💡 用語解説:フレームシフト変異とは

遺伝子の文章は、3文字ずつのかたまり(コドン)で読み進める決まりになっています。フレームシフト変異は、この文章から3の倍数でない数の文字が抜けたり入ったりすることで、その先の読み枠が全部ずれてしまう変化です。結果として途中に「ここで終わり」の合図(終止コドン)が現れ、タンパク質は途中で打ち切られます。多くの場合、その設計図のコピー自体がNMD(ナンセンス変異依存mRNA分解)という仕組みで壊されるため、その一方のコピーからはタンパク質がほとんどつくられなくなります。これが機能喪失型変異の代表格です。

臨床的にとくに知っておきたいのは、この3人のうち2人は精巣の大きさも、FSH・LH・テストステロンといったホルモン値も正常だったという点です[6]。一般的な不妊検査では「異常なし」と判定されうる状態でも、精巣のなかでは減数分裂が止まっていることがある、ということになります。非閉塞性無精子症の原因を探すうえで、遺伝学的な視点が欠かせない理由がここにあります。

精巣の組織を顕微鏡で見ると、SYCP2をはじめとする減数分裂の遺伝子が関わるタイプの不妊には、かなり一定した特徴があります。精細管のなかで、生殖細胞は減数分裂に入って染色体量を半分に減らすところまでは進むのですが、そこから先へ進めません。その結果、精細管のなかでいちばん進んだ段階の細胞が精母細胞で止まり、それ以降の細胞が見当たらない、という像になります[6]。止まった精母細胞は溜まったのち変性していき、染色体が中途半端に凝縮した独特の見た目になるため、正常な精母細胞と見分けがつきます。この「減数分裂停止(meiotic arrest)」という所見は、はしごの組み立てに関わる遺伝子を疑うひとつの手がかりになります。

「片方壊れたら必ず不妊」ではありません

一方で、同じ研究は慎重に読む必要のあるデータも示しています。大規模な一般集団データベースを調べたところ、SYCP2の機能喪失型バリアントは全体で0.05%、信頼度の低いものを除いても0.01%の頻度で登録されていました[7]。このデータベースには、不妊で受診したわけではない人も多く含まれています。つまり、片方のSYCP2が機能を失っていても症状が出ない人が一定数いる可能性が高い、ということです。

遺伝学ではこれを不完全浸透と呼びます。浸透率が100%でない遺伝子では、「変化がある=発症する」とは言えません。検査でSYCP2のフレームシフト変異が見つかったとしても、それだけで不妊の原因と断定することはできず、精液所見・精巣所見・ほかの検査結果と合わせて総合的に判断することになります。gnomADなどの集団頻度データを必ず確認するのは、このためです。

4. 減っても増えても壊れる ─ 転座による過剰発現という報告

SYCP2をめぐる報告のなかで、遺伝カウンセリングの実務にもっとも示唆を与えるのが、2020年の研究のもうひとつの主役である症例です。この方は重度の乏精子症があり、染色体検査で46,XY,t(20;22)(q13.3;q11.2)という均衡型の相互転座が見つかりました[7]。20番染色体と22番染色体の一部が入れ替わったものの、遺伝情報の総量は増えても減ってもいない、という状態です。

興味深いのは、この転座で切れた場所の近くにあるSYCP2が、壊れるどころか転座でできた側の染色体からだけ過剰に発現していたことです。研究チームは、転座によってSYCP2が本来とは別の遺伝子の「アクセル」の支配下に入ってしまった結果ではないかと考えました。そして、この過剰発現の状態を出芽酵母で再現したところ、接合糸複合体の構造が実際に壊れました[7]

💡 用語解説:遺伝子は「壊れる」以外の壊れ方をします

遺伝子のスイッチを入れる調節配列をエンハンサーと呼びます。ゲノムのなかでは、どのエンハンサーがどの遺伝子を担当するかがTAD(トポロジカル関連ドメイン)という区画で仕切られています。転座や欠失でこの仕切りが壊れると、よその区画のエンハンサーが、本来担当ではない遺伝子のスイッチを押してしまうことがあります。これをエンハンサー・ハイジャッキング(エンハンサー・アドプション)と呼びます。遺伝子の配列そのものは無傷でも、量とタイミングが狂うことで症状が出る、という壊れ方です。

SYCP2は「少なすぎ」でも「多すぎ」でも精子形成が止まりうる

① 少なすぎる

ヘテロ接合のフレームシフト変異 → 片方のコピーから正常なタンパク質がつくられない → 側柱の材料不足

② 多すぎる

転座によるエンハンサー・アドプション → 片方の染色体から過剰に発現 → 部品の比率が崩れて構造が組めない

③ 共通の結果

接合糸複合体が正しく組み立たない → 減数分裂の途中で停止 → 無精子症・乏精子症

この報告が実務にもたらす含意は明確です。染色体検査(核型検査)均衡型転座が見つかった男性の不妊について、これまでは主に「不均衡な精子ができてしまうこと」で説明されてきました。しかしそれに加えて、切断点の近くにある減数分裂の遺伝子の量が狂うことそのものが原因になりうる、という道筋が示されたことになります。均衡型転座を持つ方の説明では、この2つの機序を分けて話すと理解が進みやすくなります。

5. 構造をつくるだけではない ─ 組換えの「開始」との関係

SYCP2はながらく「構造タンパク質」、つまり足場をつくる部品として理解されてきました。しかし脊椎動物での研究が進むにつれ、この遺伝子が遺伝情報の交換そのものの立ち上がりにも関わっていることが分かってきました。

その決め手になったのがゼブラフィッシュの解析です。研究チームは化学物質による突然変異誘発で得られた不妊の系統のなかから、sycp2遺伝子のスプライス部位に異常をもつ「ietsugu」という変異体を見つけました。これはタンパク質の働きが弱まった低機能型で、これとは別に、ゲノム編集技術を用いてsycp2を完全に失わせた系統もつくられました[8]。強さの異なる2つのモデルを並べて比較できたことが、この研究の強みです。

完全欠損の精母細胞では、接合糸複合体が組み立たないだけでなく、組換えの開始を担うDmc1/Rad51や、一本鎖DNAに結合するRPAの集積、さらにDNA二本鎖切断の目印であるγH2AXのシグナルまでが著しく減っていました[8]相同組換えは、まず意図的にDNAを切ることから始まりますが、その「切る」段階からうまく進んでいない可能性があるということです。また、この生物ではSCの組み立てが染色体の末端(テロメア)近くから始まることも示され、ヒトの精母細胞で見られる性質と共通していました。

つまりSYCP2は、単に染色体を並べる足場をつくるだけでなく、DNAを切って直す作業チームを、正しい場所に呼び集める役目も担っていると考えられます。この「DNA修復の現場を組織する」という性格は、次に述べるがん細胞での意外な振る舞いを理解するうえでも重要な伏線になります。

6. がん細胞で目を覚ますSYCP2 ─ 眠っていた遺伝子の再活性化

SYCP2は減数分裂のための遺伝子ですから、体をつくる普通の細胞では働く必要がありません。実際、正常な組織での発現は精巣を中心にきわめて限られています[9]。ところが、がん細胞のなかではこの遺伝子が異所的に目を覚まし、まとまった量のタンパク質がつくられていることが、複数のがん種で報告されています。

こうした「本来は精巣でしか働かないのに、がんで目を覚ます遺伝子」は、以前から一群として知られていました。免疫の観点から見ると、精巣は特殊な場所です。精子をつくる細胞は思春期以降に新しく現れるため、体の免疫システムはこれらの細胞がもつタンパク質を「自分のもの」として十分に学習していません。そのため、同じタンパク質ががん細胞の表面に現れると、免疫にとっては見慣れない目印として認識されうる、と考えられてきました。この性質を利用したがんワクチンの研究も長く行われています。SYCP2も、発現パターンとしてはこの一群と同じ振る舞いを示します。ただしSYCP2の場合、免疫の標的としてよりも、次に述べるDNA修復というがん細胞にとっての実利のほうが、現在は注目を集めています。

研究の入口のひとつは、ヒトパピローマウイルス(HPV)に関連するがんでした。中咽頭のがんを対象に腫瘍組織と正常組織の遺伝子発現を網羅的に比べた研究では、HPV陽性の腫瘍でSYCP2の発現が上がっており、しかも前がん病変の段階から、よく知られたマーカーであるCDKN2A(p16)を上回る変化を示したと報告されています[10]

子宮頸部でも同様の傾向が示されています。4つの公的データセットを統合して比較したところ、HPV16陽性の子宮頸がんで一貫して発現が変化していた遺伝子はSYCP2とCDKN2Aの2つだけでした。さらに別のデータセットでの検証でも、HPV16陽性・HPV18陽性のいずれでもSYCP2の上昇が確認されています[11]。同じ研究は、SYCP2の発現量が高い群でリンパ節転移が多く、無病生存期間が短い傾向にあることも報告しています。

💡 用語解説:なぜ「眠っていた遺伝子」が起きるのか

使わない遺伝子には、ふだんDNAメチル化という化学的な「封印」がかかっています。がん細胞ではこの封印がゆるむことがあり、本来は生殖細胞でしか読まれない遺伝子が読まれ始めます。実際、乳がん309検体の解析では、SYCP2のイントロン1(プロモーターのすぐ近く)にある2か所のメチル化部位で封印が弱まっているほど、SYCP2の発現が高いという強い相関が示されました。しかもこの低メチル化は腫瘍組織だけで見られ、隣接する正常乳腺では見られませんでした。これはエピジェネティクスと呼ばれる、配列を変えずに遺伝子の読まれ方を変える仕組みの典型例です。

ここで、遺伝診療の現場としてはっきりさせておきたいことがあります。がん細胞でのSYCP2の変化は、生まれつきの遺伝子の変化ではなく、生後にがん細胞のなかだけで起きた読まれ方の変化です[9]。BRCA1やBRCA2のように、変化を親から受け継ぐことでがんになりやすくなる生殖細胞系列の話とは、まったく別のレイヤーの現象です。この違いは体細胞変異と生殖細胞系列変異のちがいとして整理されており、「SYCP2が高い=がん家系」ではありません。

臨床データの読み方には注意が必要です

SYCP2と臨床像の関係については、報告どうしで結論が揃っていない部分があります。乳がんについては、高発現が全生存期間・無増悪生存期間の短さと関連するという報告があり、大規模データベースの解析でも予後不良との関連が示されています[9][12]。一方で同じ研究は、SYCP2のmRNA量は病期(T1〜T4)、進行度、リンパ節の状態、HER2の状態、サブタイプ、エストロゲン受容体の状態のいずれとも有意な相関を示さなかったとも報告しています[9]。研究チームはこれを、SYCP2の上昇が「がんが進んだ結果」ではないことの根拠として位置づけています。

免疫の面でも慎重な読み方が求められます。子宮頸がんのデータで、SYCP2の発現量は活性化樹状細胞の浸潤量と負の相関を示しましたが、同時に制御性T細胞・単球・マクロファージ・骨髄由来免疫抑制細胞・γδT細胞とも負の相関を示していました[11]。抗腫瘍側の免疫細胞だけが選択的に締め出されているというより、免疫細胞全般が入り込みにくい腫瘍になっている、と読むほうが正確です。報告した研究チーム自身も、SYCP2が免疫細胞の呼び込みを直接制御しているかどうかは未検証だと明記しています。

7. Rループと転写共役型相同組換え ─ BRCAに頼らない修復の抜け道

がん細胞のなかでSYCP2が何をしているのかは、2024年に報告された研究でかなり詳しく明らかになりました。鍵になるのはRループという構造と、転写共役型相同組換え(TC-HR)という修復経路です[9]

💡 用語解説:Rループと転写共役型相同組換え(TC-HR)

遺伝子が読まれている(転写されている)最中のDNAでは、二重らせんが一時的にほどけ、写し取られたRNAがDNAの片方の鎖と貼りついたままになることがあります。この三本鎖の構造がRループです。ふだんは邪魔者ですが、転写中の領域でDNAが切れたときには、修復に必要なタンパク質を呼び集める「目印」として役に立ちます。この、転写中の領域に特化した相同組換えの経路がTC-HRです。通常の相同組換えではBRCA1・BRCA2が中心選手のRAD51を現場へ運びますが、TC-HRではBRCA1・BRCA2を経由せずにRAD51が集まることが知られています[13]

2024年の研究チームは、SYCP2の1,530アミノ酸を分割して、どの部分が損傷部位に集まるのかを調べました。その結果、中央付近のM1領域(492〜1035番目のアミノ酸)だけが効率よく損傷部位に集まること、そしてこの領域のなかでもリジンとアルギニンが密集した822〜826番目の5残基が機能に必須であることが分かりました[9]。リジンとアルギニンはプラスの電気を帯びたアミノ酸で、マイナスに帯電した核酸に吸いつく性質があります。

精製したM1領域を使った実験では、この部分がDNAとRNAのハイブリッドに対して高い親和性で結合することが確かめられました。試験管内でRループの形成そのものを促す活性も認められましたが、比較対象として用いられたRAD51AP1というタンパク質よりは効率が低いという結果でした[9]。SYCP2はRループづくりの唯一の主役というより、複数ある促進因子のひとつと理解するのが妥当です。

がん細胞がSYCP2で「修復の抜け道」をつくる流れ

STEP 1

抗がん剤や放射線で、転写中の領域にDNA二本鎖切断が生じる

STEP 2

SYCP2のM1領域が、K/Rモチーフを介してRループに結合し安定させる

STEP 3

RAD51が損傷部位に集まる。BRCA1が働いていない細胞でも進む

STEP 4

傷が修復され、がん細胞は薬剤の攻撃を生き延びる

実験的には、SYCP2を減らすとRAD51の集積が有意に低下し、TC-HRの効率が落ち、PARP阻害剤トポイソメラーゼI阻害剤に対して細胞が感受性になりました[9]BRCA1を欠く乳がん細胞株でも同じ現象が見られたことから、SYCP2はBRCAに依存しない経路でも働けると考えられます。ただし研究チームは、BRCA1・BRCA2が存在する状況ではSYCP2がそちらの修復も助けている可能性を否定していないと明記しています。「BRCAの代わりになる」ではなく「BRCAが無くても回せる道がある」という言い方が実態に近いでしょう。

細胞株での薬剤感受性との相関

同じ研究では、乳がん細胞株49株について、SYCP2の発現量と各薬剤の半数阻害濃度との相関が解析されています。これは患者さんのデータではなく培養細胞のデータですので、そのまま治療効果の予測に使えるものではない点に注意してください[9]

薬剤(細胞株解析) 作用のしくみ 相関係数
オラパリブ PARP阻害。一本鎖の傷を放置させ、複製時に二本鎖切断へ変える 0.63
ルカパリブ PARP阻害 0.51
タラゾパリブ PARP阻害(PARPトラッピングが強い) 0.40
シスプラチン DNAに架橋(クロスリンク)をつくり複製を止める 0.51
イリノテカン(CPT-11) トポイソメラーゼI阻害 0.41

患者さんの検体を用いた解析も報告されています。抗体薬物複合体型のトポイソメラーゼI阻害剤で治療された乳がん16例では、SYCP2が高発現の群で部分奏効の割合が低く、全生存期間・無増悪生存期間も短い傾向が示されました。また高異型度漿液性卵巣がん28例では、高発現群にプラチナ抵抗性・不応性の方が多く含まれていました[9]。いずれも症例数の限られた後ろ向きの解析であり、バイオマーカーとして確立したものではありません。

8. ABL1によるリン酸化 ─ プラチナ抵抗性をめぐる最新の知見

2025年には、SYCP2の働きを一段上から制御する仕組みが報告されました。制御役として同定されたのは、白血病の治療標的としてよく知られたチロシンキナーゼABL1です[14]

研究チームはまず、SYCP2の発現が高い卵巣がんが、プラチナ製剤に抵抗性である一方でABL1阻害剤には感受性が高いことに着目しました。そしてSYCP2の配列のなかにチロシンキナーゼが標的とするモチーフを見いだし、そのなかの739番目のチロシン残基(Y739)がABL1によってリン酸化されることを突き止めました。DNA損傷が起きるとABL1とSYCP2はRループの場所で一緒に見つかり、このリン酸化によってSYCP2がその場に安定してとどまり、RAD51を呼び込む働きが強まると考えられています[14]

この仕組みは、リン酸化されないように改変したSYCP2を細胞に入れる実験でも裏づけられました。またマウスに腫瘍を移植した実験でも、ABL1阻害によって腫瘍の増大が抑えられています[14]。ABL1阻害剤には慢性骨髄性白血病などで長く使われてきた薬があるため、合成致死性の考え方を応用した薬剤の再利用という点でも注目されています。

💡 いまの段階を正確に

ここまでの知見は、細胞実験・動物実験と、症例数の限られた後ろ向き解析にもとづくものです。SYCP2の発現量を測定して治療方針を決めるという使い方は、現時点で確立していませんPARP阻害剤やプラチナ製剤の適応は、現在もBRCA1BRCA2の変異やHRDの判定など、コンパニオン診断として承認された検査にもとづいて判断されます。またABL1阻害剤を卵巣がんに用いることは、承認された使い方ではありません。

仲田洋美院長

🩺 院長コラム【「論文にある」と「使える」のあいだにある距離】

がんの治療について調べていると、有望そうな分子の名前がいくつも出てきます。SYCP2もそのひとつで、機序としてはとてもよくできた話です。けれども、細胞実験で示された機序が患者さんの治療選択に届くまでには、いくつもの段階があります。前向きの臨床試験で効果が確かめられ、測り方が標準化され、そのうえで検査として承認される。この道のりを飛ばして「この遺伝子を測れば分かる」と言うことはできません。

ご相談の場では、いま分かっていることの縁(へり)がどこにあるかを、はっきりお伝えするようにしています。研究の話としては面白い、しかし今日の治療方針は変わらない。この2つを同時に、誠実に置くことが、かえって納得につながると感じています。

9. 遺伝子検査と遺伝カウンセリングの実際

当院では、SYCP2を含む男性不妊症遺伝子検査(NGSパネル)をご案内しています。このパネルでは、SYCP2・SYCP3・SYCE1といった接合糸複合体の構成因子に加え、TEX11などの精子形成に必須の遺伝子群、精子の構造や運動に関わる遺伝子群などを一度に調べます。より広く調べたい場合にはクリニカルエクソーム検査全エクソーム検査(WES)という選択肢もあります。

検査を組み立てる順番

無精子症・重度乏精子症の遺伝学的な原因検索では、頻度の高いものから順に確認していくのが基本です。まず染色体検査(核型検査)で数や構造の変化を確認し、あわせてY染色体の微小欠失を調べます。これらで説明がつかない場合に、SYCP2を含む遺伝子パネルによる検索が候補になります。順番を守ることで、費用と時間の負担を抑えながら診断率を高めることができます。

検査の前には、結果として起こりうる3つのパターンをあらかじめ共有しておきます。ひとつ目は、原因として説明のつく変化が見つかる場合です。この場合は、治療方針の見通しや、お子さんへの伝わり方の話へ進みます。ふたつ目は、変化は見つかったものの、それが原因かどうか判断できない場合です。SYCP2のように不完全浸透が想定される遺伝子では、ここに入る可能性が現実にあります。三つ目は、調べた範囲では何も見つからない場合です。これは「原因がない」という意味ではなく、「今回調べた範囲にはなかった」という意味です。この3つを先に並べておくと、結果をお伝えするときの受け止め方がずいぶん変わってきます。

とりわけ強調してお伝えしているのは、結果が白黒つかない場合があるということです。SYCP2のように不完全浸透が想定される遺伝子では、機能を失うタイプのバリアントが見つかっても「意義不明」と判定されることがあります。この可能性を検査前に共有しておくことは、結果をお伝えするときの負担を大きく減らします。

結果をどう次につなげるか

SYCP2に関連する変化が見つかった場合、話題は自然に「これからどうするか」へ移ります。精巣内精子採取術と顕微授精という選択肢を検討される場合には、その変化がお子さんに受け継がれる可能性についても、事前に整理しておく必要があります。ヘテロ接合で起こりうるということは、理屈のうえではお子さんの2分の1に伝わりうる、ということでもあるからです。ただし不完全浸透があるため、伝わったからといって同じ症状が出るとは限りません。

また、均衡型転座が見つかった方については、PGT-SR(着床前胚染色体構造異常検査)という選択肢が議論の対象になることがあります。着床前診断には日本国内での実施要件があり、どなたでも受けられるものではありません。適応や手続きを含めて、遺伝カウンセリングのなかで整理していきます。

がんの側については、繰り返しになりますが、SYCP2の発現量を測って治療を決める検査は現時点でありません。もし乳がんや卵巣がんのご家族歴が気になってご相談いただく場合は、遺伝性乳がん卵巣がん症候群(HBOC)など、確立した枠組みから評価していくことになります。当院の遺伝カウンセリングは臨床遺伝専門医が担当します。

10. よくある誤解

誤解①「SYCP2に変化があれば必ず無精子症になる」

機能を失うタイプのバリアントは、一般集団のデータベースにも0.05%(信頼度の高いものに限れば0.01%)の頻度で登録されています。不妊で受診していない方も含まれるため、片方が壊れていても症状が出ない場合があると考えられます。検査結果は精液所見や精巣所見と合わせて解釈します。

誤解②「マウスで不妊なのだからヒトも同じはず」

マウスで不妊になるのは2本とも変化したときですが、ヒトで報告されているのは片方だけの変化です。この違いは、ご家族の再発リスクの説明を根本から変えます。動物モデルの表現型をそのままヒトの遺伝形式に当てはめないことが大切です。

誤解③「がんでSYCP2が高い=がんが遺伝する家系」

がんでのSYCP2の上昇は、生まれつきの配列の変化ではなく、がん細胞のなかで起きたDNAメチル化の低下による異所性発現です。お子さんやご家族に受け継がれる性質のものではありません。遺伝性腫瘍の評価はBRCA1・BRCA2など別の枠組みで行います。

誤解④「SYCP2を測れば効く薬が分かる」

SYCP2と薬剤感受性の関係を示したデータは、培養細胞の解析と、症例数の限られた後ろ向き解析にとどまります。測定法の標準化も済んでいません。治療方針の判断は、承認された検査にもとづいて行われます。

よくある質問(FAQ)

Q1. SYCP2遺伝子はどこにあって、何をつくる遺伝子ですか?

SYCP2は20番染色体の長腕の末端側、20q13.33にある遺伝子で、1,530個のアミノ酸からなる接合糸複合体タンパク質2をつくります。このタンパク質は、減数分裂のときに相同染色体に沿って組み立てられるはしご状の構造の、側柱(軸要素・側方要素)の主成分です。C末端のコイルドコイル領域でSYCP3とペアをつくり、SYCP3を染色体の軸へ取り込む役目を担っています。

Q2. SYCP2に変化があると必ず無精子症になりますか?

必ずしもそうではありません。SYCP2の機能を失うタイプのバリアントは、一般集団のデータベースにも0.05%、信頼度の高いものに限っても0.01%の頻度で登録されています。このデータベースには不妊で受診したわけではない方も含まれるため、片方のコピーが壊れていても症状が出ない方が一定数いると考えられます。検査でバリアントが見つかっても、それだけで原因と断定することはできず、精液所見や精巣の所見と合わせて総合的に判断します。

Q3. マウスでは両方の遺伝子が壊れて不妊になると読みました。ヒトでも同じですか?

同じではありません。マウスで雄が不妊になり雌が亜妊性になるのは、2本ある遺伝子の両方が変化した場合です。一方でヒトの精子形成不全1型として報告されているのは、片方だけが変化したヘテロ接合の状態です。この違いは、ご家族の再発リスクをどう説明するかに直結しますので、動物モデルの結果をそのままヒトの遺伝形式に当てはめないよう注意が必要です。

Q4. 染色体検査で均衡型転座があると言われました。SYCP2と関係がありますか?

関係する場合があります。重度の乏精子症があり、20番染色体と22番染色体のあいだの均衡型転座を持つ男性で、転座によってSYCP2が過剰に発現していた症例が報告されています。均衡型転座による不妊は、これまで主に不均衡な精子ができることで説明されてきましたが、切断点の近くにある遺伝子の量が狂うことも原因になりうるということです。ただし、すべての均衡型転座がSYCP2に影響するわけではありません。

Q5. SYCP2は当院の検査で調べられますか?

はい。SYCP2は男性不妊症遺伝子検査(NGSパネル)の対象遺伝子に含まれています。このパネルではSYCP2に加えて、SYCP3・SYCE1といった接合糸複合体の構成因子、TEX11などの精子形成に必須の遺伝子群、精子の構造や運動に関わる遺伝子群などを一度に調べます。なお無精子症・重度乏精子症の原因検索では、まず染色体検査とY染色体微小欠失の確認を行い、それで説明がつかない場合に遺伝子パネルを検討するのが一般的な進め方です。

Q6. がんの組織でSYCP2が高いと言われました。子どもに遺伝しますか?

遺伝しません。がん細胞でのSYCP2の高発現は、生まれつきの遺伝子配列の変化によるものではなく、がん細胞のなかでDNAメチル化という封印がゆるみ、本来は生殖細胞でしか読まれない遺伝子が読まれるようになった結果です。生殖細胞系列の変化ではないため、お子さんやご家族に受け継がれる性質のものではありません。遺伝性のがんが心配な場合は、BRCA1・BRCA2など確立した枠組みで評価します。

Q7. SYCP2を調べればPARP阻害剤や抗がん剤が効くか分かりますか?

現時点では分かりません。SYCP2の発現量と薬剤感受性の相関を示したデータは、乳がん細胞株49株の解析と、症例数の限られた後ろ向きの臨床解析にとどまります。測定方法も標準化されておらず、SYCP2を測る保険収載の検査はありません。PARP阻害剤やプラチナ製剤の適応は、現在もBRCA1・BRCA2の変異やHRDの判定など、承認された検査にもとづいて判断されます。

Q8. SYCP2とSYCP3・SYCP1は何が違うのですか?

はしごに例えると担当部位が異なります。SYCP2とSYCP3はどちらも側柱(軸要素・側方要素)の成分ですが、組み立ての順番に主従があり、SYCP2が先に配置されてSYCP3を引き込みます。一方SYCP1は、2本の側柱を結ぶ横木(横糸フィラメント)の成分です。したがってSYCP1が働かない場合は、側柱は並ぶものの連結されない状態になります。関連する病態も少しずつ異なり、それぞれの遺伝子ページで解説しています。

🏥 男性不妊・減数分裂の遺伝子診断のご相談

無精子症・乏精子症・均衡型転座などに関する
遺伝子検査と遺伝カウンセリングは
臨床遺伝専門医が在籍するミネルバクリニックにご相談ください。

参考文献

  • [1] SYNAPTONEMAL COMPLEX PROTEIN 2; SYCP2. [OMIM 604105]
  • [2] SYCP2 – Synaptonemal complex protein 2 (UniProtKB/Swiss-Prot Q9BX26). [UniProt Q9BX26]
  • [3] Mouse SYCP2 is required for synaptonemal complex assembly and chromosomal synapsis during male meiosis. J Cell Biol. 2006. [PubMed 16717126]
  • [4] Meiotic cohesins mediate initial loading of HORMAD1 to the chromosomes and coordinate SC formation during meiotic prophase. PLoS Genet. 2020. [PLoS Genetics]
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  • [6] SPERMATOGENIC FAILURE 1; SPGF1. [OMIM 258150]
  • [7] SYCP2 Translocation-Mediated Dysregulation and Frameshift Variants Cause Human Male Infertility. Am J Hum Genet. 2020. [PMC7042487]
  • [8] Sycp2 is essential for synaptonemal complex assembly, early meiotic recombination and homologous pairing in zebrafish spermatocytes. PLoS Genet. 2020. [PLoS Genetics]
  • [9] Meiotic protein SYCP2 confers resistance to DNA-damaging agents through R-loop-mediated DNA repair. Nat Commun. 2024. [Nature Communications]
  • [10] Deregulation of SYCP2 predicts early stage human papillomavirus-positive oropharyngeal carcinoma: A prospective whole transcriptome analysis. Cancer Sci. 2015. [PubMed 26334652]
  • [11] Unveiling the expression and mechanistic role of SYCP2 in cervical lesions. Discov Oncol. 2025. [Discover Oncology]
  • [12] Increased expression of SYCP2 predicts poor prognosis in patients suffering from breast carcinoma. Front Genet. 2022. [Frontiers in Genetics]
  • [13] ROS-induced R loops trigger a transcription-coupled but BRCA1/2-independent homologous recombination pathway through CSB. Nat Commun. 2018. [Nature Communications]
  • [14] ABL1-mediated tyrosine phosphorylation of SYCP2 contributes to transcription-coupled homologous recombination and platinum resistance in ovarian cancer. NAR Cancer. 2025. [NAR Cancer]

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仲田洋美 医師(臨床遺伝専門医)

この記事の監修・執筆者:仲田 洋美

(臨床遺伝専門医/がん薬物療法専門医/総合内科専門医)

ミネルバクリニック院長。1995年に医師免許を取得後、 臨床遺伝学・内科学・腫瘍学を軸に診療を続けてきました。 のべ10万人以上のご家族の意思決定と向き合ってきた臨床遺伝専門医です。

出生前診断(NIPT・確定検査・遺伝カウンセリング)においては、 検査結果の数値そのものだけでなく、 「結果をどう受け止め、どう生きるか」までを医療の責任と捉え、 一貫した遺伝カウンセリングと医学的支援を行っています。

ハイティーンの時期にベルギーで過ごし、 日本人として異文化の中で生活した経験があります。 価値観や宗教観、医療への向き合い方が国や文化によって異なることを体感しました。 この経験は現在の診療においても、 「医学的に正しいこと」と「その人にとって受け止められること」の両立を考える姿勢の基盤となっています。

また、初めての妊娠・出産で一卵性双生児を妊娠し、 36週6日で一人を死産した経験があります。 その出来事は、妊娠・出産が女性の心身に与える影響の大きさ、 そして「トラウマ」となり得る体験の重みを深く考える契機となりました。 現在は、女性を妊娠・出産のトラウマから守る医療を使命の一つとし、 出生前診断や遺伝カウンセリングに取り組んでいます。

出生前診断は単なる検査ではなく、 家族の未来に関わる重要な意思決定です。 年齢や統計だけで判断するのではなく、 医学的根拠と心理的支援の両面から、 ご家族が後悔の少ない選択をできるよう伴走することを大切にしています。

日本人類遺伝学会認定 臨床遺伝専門医/日本内科学会認定 総合内科専門医/ 日本臨床腫瘍学会認定 がん薬物療法専門医。 2025年には APAC地域における出生前検査分野のリーダーとして国際的評価を受け、 複数の海外メディア・専門誌で特集掲載されました。

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