Homeブタの冻结精液を使った人工授精法を确立－日本の养豚业を支える「次世代型のブタ生产システム」の构筑を目指して－
大学院生物圏科学研究科 生物資源科学専攻 陸域動物生産学講座 （しまだ まさゆき） 准教授
に聞きました。 （2010.7.2 社会連携?情報政策室 広報グループ）
岛田昌之准教授と大分県农林水产研究指导センターの共同研究チームは、ブタの冻结精液を使った人工授精法を确立し、6月24日、この研究成果を记者発表しました。今秋、大分県内で、冻结精液の配布をスタートします。
ブタの生产事情
国内のウシの生产は、冻结精液を使った人工授精によるものがほとんどなのだそうです。ブタも、生产の３割は、新鲜な精液を使った人工授精によるもので、あとの７割は自然交配なのだとか。
しかしこれまで、“冻结精液”では安定した结果を出すことが难しく、これを使った人工授精は导入されていませんでした。
国内の养豚の生产额（冻结精液の市场规模）
安定した结果を出せない。大分県农林水产研究指导センターも、その课题にぶつかっていました。「ある豚ではうまくいくのに、别の豚ではうまくいかない。そうかと思えば、同じ豚でも、ある日はうまくいくのに、别の日はうまくいかない。どうしてなんでしょう？」。同センターの冈﨑哲司研究员が、大学の先辈である岛田准教授に相谈を持ちかけました。それが、今回の研究の始まりでした。
岛田准教授の専门は、分子生物学と内分泌（ホルモン）学。人间や动物の卵巣や卵子が研究対象です。特に最近は、人间の不妊治疗の研究に取り组んでいたそうです。「なぜうまくいかないのか？分子生物学、内分泌学の観点から、その理由を突き止めてみせる」。岛田准教授らは、工夫を重ねました。
そして、いくつもの课题をクリアし、５年の歳月をかけて、安定した结果が出せる方法を生み出したのです。
“冻结精液”が利用できると－未来の食を支える生产システムへ
ところで、人工授精に「冻结精液」が利用できるようになると、どんなメリットがあるのでしょうか？
冻结精液は、液体窒素の中（－196℃）で半永久的に保存できるため、口蹄疫などの伝染病が蔓延したときでも、贵重な纯血种の遗伝子やブランド豚の遗伝子を维持することができます。また、精液を液体窒素のタンクに保管しておけるので、雄を饲育する必要がありません。さらに、精液を解かせばすぐ使えるので、雌が発情したときに、すぐに精液を注入できます。よって、低コストで计画的な生产が可能となるため、养豚农家の経営を助けることにもなります。
つまり、冻结精液が利用でき、その実用化が全国に広がることは、日本の养豚业を効率的で安定した生产システムに転换させることにつながるのです。これを岛田准教授は、「次世代型のブタ生产システム」と呼んでいます。
冻结精液の保管タンク（写真：大分県提供）
岛田准教授らの技术－その工夫と今后の展开
さて、ここから、岛田准教授らが考えた方法を绍介します。
（１）雄豚から精液を採取
（２）精子を精液から分离???「精子」と「精しょう」（液体部分）に分ける
（３）（２）で分离した精子を冻结保存
（４）（２）で分离した精しょうを人工合成する
（５）（３）の精子を解冻し、（４）と混ぜ合わせ人工授精
课题その１－元気な精子をキープできるように
冻结精液を利用する场合、精液をいったん冻结して、その后、解かして常温に戻す必要があります。こうした温度変化に耐えるためには、精子は元気でなくてはいけません。
しかし、採取した精液をそのまま放っておくと、肝心の精子が弱って死んでしまうのです。何が精子を弱らせるのか？岛田准教授は、これを突き止めました。
実は、精液の液体部分である「精しょう」に含まれる悪い因子が、精子を弱らせる原因だったのです。「精しょう」が悪さしないためにも、採取した精液から、急いで（１５分以内！）、「精しょう」を取り出す必要があったのです。さらに、悪い因子の毒性を中和する物质を加えることも大切なポイントでした。
こうして岛田准教授は、採取した精液を、远心分离机で「精子」と「精しょう」に分离し、その精子を冻结することで、元気な精子を保存できるようにしました。
しかし、课题はまだ残っていました。元気な状态で冻结保存しても、解かすときに弱ってしまうのです。
実は、解かすときの温度上昇で、精子の细胞膜の性质が変化し、カルシウムをたくさん取り込むようになってしまうのです。これに気づいた岛田准教授は、カルシウム吸着剤を使って、この现象を阻止することに成功しました。
こうして、元気な精子を冻结保存し、元気なままで常温に解かす技术を确立しました。
课题その２－受精に必要不可欠なものをだけを加えた「人工精しょう」を开発
岛田准教授らは、また壁にぶつかりました。精子を元気な状态で冻结保存して解かすことができたのに、人工授精しても、卵子と受精はするのですが、そのブタが妊娠しないのです。なぜ妊娠しないのか？この理由を突き止めたのも、岛田准教授でした。
実は、冻结保存する前に、精液から分离させた精しょうは、受精卵が子宫に着床し、胎盘を作って妊娠が成立するために必要不可欠だったのです。この精しょうの働きは、子宫の中の白血球の数が増えるのを抑えるというものでした。受精卵が着床するとき、母胎の中で、受精卵を“异物（非自己）”として攻撃しようとする作用が起こります。この攻撃を抑え、着床を円滑に进めることが、精しょうの役割だったのです。
では、精しょうの中にあって、着床を円滑に进めるものは何だったのでしょう？それを発见した岛田准教授は、「実は偶然の结果からたどり着いたんです」と次のように説明してくれました。
「受精卵が异物、ということは、『子宫の中に臓器移植をしたのと同じだ』という考えが浮かびました。それで、『臓器移植の时の拒絶反応を抑えるために使われる免疫抑制剤は何だろう？』と调べてみたんです。そうしたら、それが以前、别の研究で、精しょう中の浓度测定をしていた『コルチゾール』でした」と。
精液から精しょうを分离したときに、この「コルチゾール」も一绪に取り除いてしまったのですから、当然、着床するわけがありません。取り除いてしまった「コルチゾール」を戻した「人工精しょう」を开発し、精子と混ぜ合わると、受精卵は着床し、一回のお产で、自然交配并みの１０匹以上の子ブタが诞生しました。
さらに精度を高める努力を！
岛田准教授らは、冻结精液を作って养豚农家に提供するベンチャー公司を立ち上げようと考えています。
养豚农家から精液を入手し、これを冻结精液にして、养豚农家に返すというビジネスです。
「ここでも课题があるんです。採取した精液は、本来であれば１５分以内に精子と精しょうに分离しなきゃいけませんよね。でも、养豚农家ではそれができない。それができる场所まで、输送しなければいけません。だけど、その间に精子は弱ってしまう。この课题をどうクリアすればいいのか、今その方法を考えています」と岛田准教授。研究成果を発表した后も、実用化の推进に向けて、着々と歩みを进めています。
「人生で最大の努力を」「确信せよ」
岛田准教授は、日々、学生たちにこのように伝えています。「自分に何が向いているかなんて、とことん打ち込んでみないとわからない。学生时代は、これ以上ないってくらいの努力を、何か一つでいいからしてほしい」と。「今回の研究成果も同じです。共同研究员で、后辈にもあたる冈﨑君が、寝る间も惜しんで取り组んでくれたから。彼のがんばりの结晶なんです」
自身も、その姿勢を貫いてきた島田准教授。もともと「自分の目で見て確かめたことしか信じない。“確信したい”という気持ちが強い」気質なのだとか。大学３年生のときの授業で、分子生物学にどっぷりハマり、「細胞の世界で疑問を追求したい」という姿勢に拍車がかかったそうです。「“動物”そのもの よりも、“細胞”に興味を持ったんです。だって、動物が生きているのは、細胞が働いているから」
「兴味のあるものには、とことんのめり込みます」
今回の研究成果も、ブタ个体ではなく、「细胞」に着眼したことが胜因だったと言います。「个体は、体调や环境の影响を受ける。それは结局、细胞の働きが持たらしているもの。だったら、细胞を调べた方が、どの个体にとっても均一な解答が得られると思うんです」。
「人工」授精の成功の秘诀は、「自然」の原理に立ち返った结果なのかもしれません。
イメージ画：生物圏科学研究科 隠善さん
あとがき
「なぜ？」「どうして？」を大事にする岛田先生。笔者の疑问にも、わかりやすく丁寧に答えてくださいました。取材はあっという间の２时间で、「へぇ」を何度连発したことか。
口蹄疫のニュースなどを目にして、日本の「食」が直面している危机を、今さらながら感じていた笔者。日本の食卓は、先生のような研究者の方々によっても支えられているのだなと感じました。（惭）
