The Embryo Project Encyclopedia

精子の受精能とは、精子が卵子に侵入して受精するために受ける生理的変化のことで、このような変化を「精子の受精能」と呼びます。 この用語は、1951年に発表されたAustinとMin Chueh Changによる独自の研究に基づいて、Colin Russell Austinが1952年に初めて作ったものである。 この言葉の誕生以来、技術の進歩により、そのプロセスの詳細が明らかにされてきた。 この現象の認知は、初期の体外受精実験や発生学、生殖生物学の分野において非常に重要なものであった。

これらの初期の研究では、排卵の数時間前と直後の両方で、さまざまな動物種の雌の卵管に精子を導入していました。 その結果、排卵の数時間前に精子を導入したほうが、より多くの卵が精子によって貫通されることが明らかになった。 この結果から、オースティンとチャンは、精子が卵子を貫通するためには、雌の生殖管内で何らかの生理的なプロセスを経る必要があると考えた。 オースチンは後に、1952年8月23日発行の『ネイチャー』誌上で、このプロセスを「キャパシテーション（受精能）」と呼ぶようになった。 オースティンが最初に使った「受精能」という言葉は、精子が卵子を貫通するために、女性の生殖器官内で受けるあらゆる生理的プロセスを指していたのである。 技術が進歩し、受精のメカニズムに関する知識が増えるにつれて、この定義は現代の使用に合うように更新された。

J. マイケル・ベッドフォードが1970年に哺乳類の精子の受精能に関する詳細な研究を発表し、何が起こらないかを明らかにすることで、このプロセスが何を含んでいるかを絞り込むことができた。 ベッドフォードの研究では、電子顕微鏡を用いて、受精後の精子にどのような構造変化が起こるかを明らかにしたが、何も発見されなかった。 ベッドフォードによると、精子は女性の体内に導入されてから、卵子と融合する先体反応を起こすまで、同じ形態であることがわかった。 精子に構造的な変化が起きているのではなく、何らかの化学的な変化が起きている可能性が高いと考えたのである。 そして、当時得られていた証拠から、受精卵化現象は精子自身の受容体が開花し、女性の生殖器内の環境に反応できるようになったものであると結論づけた。 さらに、精子が卵子に侵入する能力を獲得するまでの時間や、受容体が認識する化学物質には、種差があることを突き止めたのである。 さらに、他の動物門には、先体反応を完了させた精子を直ちに射精する種もあるため、先体反応を受精能の一部として含めるのは不正確であるとした。 この定義、特に先体反応を受精能の一部として含めるかどうかについての食い違いは、後の出版物において科学者の間で多くの議論や論争を引き起こす結果となりました。 1975年、オースティンは「受精における膜融合現象」と題する報告書を発表し、実際の受精のプロセスは精子の糖タンパク質の被膜を取り除き、過活性化または運動性の向上を促進することからなると主張し、先体反応の開始を精子の受精とは別物と考えることを明らかにした。 結局、どのような過程が精子の受精能の定義に含まれるべきかを明らかにするため、張民秋は1984年に精子の受精能の意味について歴史的な見解を述べた論文を発表し、定義の食い違いに対処するための提案を盛り込みました。 この論文で張は、先体反応を独立したプロセスとして認識しつつ、元の定義を尊重するために、先体反応に至るすべてのプロセスを精子受精の最初の部分と呼ぶべきであると提案しています。 このように明確にしようとすると、受精能獲得に関するより現代的な研究では、精子細胞が女性の生殖管内の化学物質を認識する受容体を発見する必要があり、それによって過活性化という形で運動性と先体反応に関わる形態的変化の両方が始まると定義されています。

受精能の研究において混乱やいくつかの矛盾があるにもかかわらず、この概念は受精の研究にとって不可欠なものであり続けている。 その探求は、精子細胞が女性の卵子と受精する準備が整うまでに経験しなければならないすべてのメカニズムのより包括的な理解をもたらし、受精のプロセス全体に関する一般的な知識を増やすとともに、体外受精などの医療技術に貢献している。