出生前診断(出生前検査)関連記事|卵子形成

文責 仲田洋美(総合内科専門医がん薬物療法専門医臨床遺伝専門医

精子形成(spermatogenesis)とは?

精祖細胞が精子になるまでのあらゆる事象を精子形成といいます。

精子の成熟は思春期に開始

出生時において原始生殖細胞は精巣の生殖索に、支持細胞で囲まれた淡く染まる大きな細胞として認められます。

A 新生男児の原始生殖索の横断像。原始生殖細胞および支持細胞(セルトリ細胞)
B 思春期での精細管横断面。精子形成における異なった発生段階と発生中の精子細胞がそれらを支持しているセルトリ細胞の細胞質突起内に埋まっています。


www.optronics-media.com/news/20181017/53446/
こちらから、セルトリ細胞と精母細胞のわかりやすい模式図を引用します。

周囲の細胞は、卵胞細胞と同じく生殖巣表層上皮からできる支持細胞(セルトリ細胞)となります。

思春期の少し前に、生殖索に腔ができて、精細管となります。
これと同期して原始生殖細胞から精祖幹細胞が生じます。
一定の間隔で、この幹細胞集団から細胞が分かれてA型精祖細胞が形成され、この出現が精子形成開始の指標となります。
A型細胞は一定の回数の有糸分裂を経て、細胞のクローンを形成します。最後の細胞分裂でB型精祖細胞が作られ、これが分裂して一次精母細胞になり、一次精母細胞は22日間という長い前期に入り、ついで第一減数分裂が急速に完了し、二次精母細胞となります。
二次精母細胞はすぐに第二減数分裂に入り、一倍体の精子細胞を形成します。

男性生殖細胞のクローン起源を現した模式図です。精祖幹細胞集団に由来するA型精祖細胞が精子形成過程の第1の細胞として示されています。細胞のクローンが確立されて個々の精子が残りの細胞体から切り離されるまでは、連続する分裂において各細胞は細胞質橋で連結されています。

A型細胞が幹細胞集団を去って、精子細胞になる全過程において、細胞質分裂は不完全で、代々の細胞は細胞質橋でつらなっています。
さらに、精祖細胞と精子細胞はその全発生期間中、セル卜リ細胞の深い突起に埋没したままとなります。こうしてセルトリ細胞は生殖細胞を支え、保護し、栄養し、成熟した精子の遊離を助けます。

精子形成とホルモン

精子形成は下垂体が産生する黄体化ホルモン(LH)によって調節されています。
黄体化ホルモンはライディッヒ細胞表面の受容体に結合し、テストステロンを産生させます。
テストステロンはセルトリ細胞に結合して精子形成を促進します。
卵胞刺激ホルモン(follicle-stimulating hormone:FSH)もセルトリ細胞に結合して精巣液の産生と細胞内のアンドロゲン受容体タンパク合成を促進する働きをするので必須です。

精子完成

一連の変化を経て、精子細胞が精子となることを精子完成(spermiogenesis)といいます。

1.先体(acrosome)の形成:先体は核の表面の半分を覆い、受精の際に卵子およびその周囲の層を貫通するのを助ける酵素を含んでいます。
2.核の濃縮
3.頸部・中間部・尾部の形成
4.細胞質の大部分が脱落

細胞質の脱落は細胞質の残渣がセルトリ制胞に食食されることにより起こります。
ヒトでは、精祖細胞が成熟精子に発育するのに約74日を要します。
1日あたり約3億個の精子が作られています。
十分成熟すると精子は精細管の腔内に入り、ここから精細管壁の平滑筋の働きで精巣上体へと送られます。

最初はわずかしか運動できなかった精子も、精巣上体の中では活発に動けるようになります。

異常精子

異常卵子とは対照的に、異常精子は高頻度こ認められます。
明らかな欠陥があるものは全精子の10%に達しています。
異常は尾部ならびに頭部に現れ、大きさの異常、ときに癒合もみられます。形態的異常のある精子は正常な運動能を欠き、卵細胞に受精できません。


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