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Twinkle:Tokyo Women`s Medical University
Title Author(s) Journal URL 着床機序におけるプロスタグランディン系および凝固線 溶系の基礎的研究 小泉, 正弘 東京女子医科大学雑誌, 59(5):416-427, 1980 http://hdl.handle.net/10470/7007 Twinkle:Tokyo Women's Medical University - Information & Knowledge Database. http://ir.twmu.ac.jp/dspace/ 54 〔書略講27第鞍元漉骨〕 原 著 着床機序におけるフ．ロスタグランディン系および 凝固線溶系の基礎的研究 東京女子医科大学 産婦人科学教室 コ イズミ （主任 武田佳彦教授） マサ ヒロ 小 泉 正 弘 （受付 平成元年1月26日） AFundamental Study of the Involvement of Prostaglandins and Coagulation and Fibrinolysis System in Implantation Mechanism Masahiro KOIZUMI Department of Obstetrics and Gynecology（Director：Prof． Yoshihiko TAKEDA） Tokyo Women’s Medical College It is generally accepted that prostaglandins（PGs）and coagulation and fibrinoiysis system may be involved in implantation mechanisms． However， the details of the precise role of PGs， coagulation and fibrinolysis system in implantation mechanism are still unknown． The present study was designed to investigate the involvement of 1）PGs in ovum implantation 2） reversal effect of PGs on blocked implantation by indomethacin 3）relationship between indomethacin and hatching 4）fibrinolysis system in ovum implantation and 5）fibrinolys量s system in the fertilized ova and endometrium during implantation， using models of delayed implantation， hemilateral tubal ligation in mice． The following conclusion was made： 1）In delayed−implantation mice， hatching of the fertilized ova was suppressed by indomethacin dose−dependetly． It became clear that the blocked implantation was induced by the administration of indomethacin and reversed by the administration of PGs． Also， the degree of the blocked implantation is different depending on the timing of the administration of indomethacin． As a result， it was suggested that PG is related to the dicidualization of endometrium and the ovum implantaiton． 2）The decrease in ovum plasminogen activators（PA）， the release of PA inhibitors and the increase in the PA level in the endometrium are required in the early stage of ovum implantation． Thereby， an interaction in the coagulation and fibrinolysis system between the ovum and the endometrium was determined． 3）It was indicated that plasminogen activator of endometrium is controlled by gonadol hormones． 4）The fibrinolysis system of the endometrium in ovum implantati6n was found to be related to the transport， arrangement and post・implantation growth of ovum． 緒 言 ヒト生殖生理学上，最：も重要な現象の1つであ 方面からのアブ．ローチが精力的になされ，そのメ カニズムが次第に解明されつつある． る着床機序は極めて複雑でいまだ不明の点が多 内分泌系とくにprostaglandin系からのアブ． い．近年，内分泌，免疫，発生，凝固線溶など多 ローチとして，Kennedyl）， Lau2）， Sanan6s3）らはマ 一416一 55 ウス，ラットを用い，prostaglandins（PGs）の産 飾rinogen（第一化学）， progesterone（持田製薬）， 生阻害物質であるindomethacinを着床期の子宮 thrombin（ミドリ十字）， estradio1（帝国臓器）， 腔に投与し，着床数が減少したことを報告してい S−2251（第一化学），Evans blue（和光工業）， tran− る．また，indomethacinを∫η麗〃。で培養液中に samine⑧（第一製薬）， RPMI 1640（Gibco）， 加えることにより，胞胚が透明帯から脱出する現 urokinase（ミドリ十字）， FOY⑬（小野薬品）， 象であるhatchingが阻害されることも報告さ HamF−10（Gibco）， penicillin−streptomycin solu− れ4），着床現象にPGsが関与することが示唆され tion（Gibco）， Boc−Glu・Lys−Lys−MCA（Plasmin ている．一方，凝固線溶系からのアプローチとし 測定用合成基質，ペプチド研究所）． ては，Stricklandら5）はマウスの培養trophoblast 2．研究方法 がplasminogen activator（PA）を有しており， A．実験基本手技 着床時，この線溶活性が卵の子宮内膜への侵入に 1）培養液の作製 必要であることを報告している． （1）RPMI 1640（Roswell Park Memorial しかし，これらPG系および線溶系が受精から Institute ！640）溶液：RPMI 1640 1．044g， 着床までのどの時期に関与しているか，また，受 NaHCO30。2g， penicillin−streptomycin（P／S） 精卵と子宮内膜の相互作用はどのようになってい solution lml，蒸留水99mlを加え， pH 7．4に調整 るかについてはいまだ明らかにされていない．そ こで，著者は，着床機序におけるPG系および線溶 した． 系の意義を明らかにするため，以下の項目につい 蒸留水に溶かし，0．012g NaHCO3，1％P／S solu・ ての実験系を行い，考察を加えた． tion O．1mlを加えpH 7．4に調整した． （2）HamF10溶液：HamF−100．098gを10ml 1）着床遅延マウスを用いて，indomethacinに 2）着床遅延マウスの作製 よる着床陥害とその機序，およびPGsによる着床 Saksenaら6）の方法に準じた．すなわちマウス 回復効果を検討した． を自然交配後膣栓を確認し，その日を妊娠1日目 2）正常妊娠マウスにおける子宮内膜および受 精卵の発育，成熟に伴うPA活性の変動を測定し， （day 1）とした． Day 3に両側卵巣を別除し，ス 子宮内膜と受精卵の線溶系の相互関係を検討し day 8まで連日progestrone O．5mgを皮下投与し テロイドホルモンの影響を除外した．Day 4から て着床遅延を維持した．Day 9にestradioi（E2） た． 3）着床遅延マウスを用いて，性ホルモンが子宮 20ngを皮下投与し，着床を促し， day 10にEvans 内膜の線溶系に与える影響を検討し，さらに片側 blueをマウスの尾静脈より静注し，開腹後青銅し 卵管結紮マウスにおける着床側および非着床側子 た着床部の数より卵の着床を確認した． 宮内膜のPA活性を測定し，着床における凝固線 3）片側卵管結紮マウスの作製 溶系の関与とその調節機序について検討した． マウスの妊娠を確認後，day 2に右側卵管を結紮 4）凝固線溶系変動薬剤を正常妊娠マウスに投 し，day 3に両側卵巣を別除した．人工的に受精卵 与し，受精卵の発育および着床配列におよぼす影 非存在右側子宮と受精卵存在左側子宮を作製し 響を検討した． た． 実験材料および研究方法 4）受精卵の採取法 1．実験材料 マウスは頚椎脱合法にて屠殺し，2細胞期から 1）実験動物 桑実胚は実体顕微鏡下で，卵管よりHamF−10培 ICR系マウス（生後8週，平均体重30g）． 養液を注入して採取した．胞胚は，子宮を摘出し， 2）試薬 子宮腔より採取した． 5）受精卵のPA活性測定法 Indomethacin（メルク万有）， bovine p正as− 受精卵1個のPA活性の測定は石川ら7）の方法 minogen（第一化学）， prostaglandins（小野薬品）， 一417一 56 回した． 流動パラフィンのペトリ皿の底面に ブイブリノゲル（0，2％）十プラスミノゲン（41U／mの津、1μ1を配置 ↓ （2）Indomethacin投与時期による着床阻害効 ’ 果 受精卯1個を小滴中に入れる ↓一・・ンビ・（・・5・／・＞1・1を・・える A群：E2投与前日まで（day 4∼day 8）， B群： フィブリンゲル小滴（2μD内に受精卵が封入 E2投与当日まで（day 4∼day 9）， C群：着床時 上 CO 25％，水蒸気飽和 37。C， 24日寺間土音引 （day 9）のみ，にindomethacin O．1ml（300μg／ 液化した溶液中のプラスミン活性測定 （Boc−Glu−Lys−Lys−MCA） day，各々n＝10）をマウス腹腔に投与し，開腹後， 着床数を確認した．またcontrQl群はindometh− ペトリ皿 一一 acinの代わりに生食0。1ml（n＝20）を投与した． 流動パラフィン （3）Indomethacinの着床阻害に対するPGsの 着床回復効果 フィフリンゲル小滴（2μD Indomethacin O．1ml（300μg）と各種PGs 培養液（50μ1） （BWW） （PGE2，F2α，12）0．1ml（300μg）をそれぞれE2投 図1 受精卵のPA活性測定法 与と同時に投与した（各々n＝10）．またcOIltro1群 ほindomethacinの代わりに生食0．1mlを投与し （図1）を用いた．すなわち流動para缶nの中に た（n＝20）． 丘brinogenとplasminogenの入った液体を1μ1配 （4）Indomethacinのhatchingに与える影響 置し，その中に受精卵1個を入れ，thrombin 1μ1 Indolnethacin O．1ml（300μg／day）または生食 を加えた．こうして2μ1の丘brhl gel中に受精卵が 0．1ml（各々n＝20）をday 3か日連日投与開始し， 封入され，37℃，24時間培養し，液化した溶液中 day 4 PM 9：00∼12：00， day 5 PM 9：00∼12： のplasmin活性をplasmin特異的蛍光発色基質 00，PM 1：00∼3：00， day 6∼9 PM 7：00∼9： Boc−Glu・Lys−Lys−MCAを用い，蛍光光度計（励起 00の各時期に各々2匹ずつより受精卵を採取し， 波長380nm，発光波長460㎜）による蛍光発色法に hatchingの有無を観察した． 2）正常妊娠マウスの着床機序における凝固系 より測定した． 6）子宮内膜PA活性測定法 マウス子宮内膜10rngにRPMI 1640培養液1m孟 を加え，更に0，4％丘brinogenを含んだbovine の関与一PA活性を中心として一 （1）正常妊娠マウス子宮内膜のPA活性の曇日 的変動 plasminogen（41U／ml）500μ1， thrombin（0．51U／ 片側卵管結紮マウスを用いて，day 1∼20までの ml）500μ1を加えた．37℃，5％CO2十95％air，18 受精卵着床側および非着床側の子宮内膜のPA活 時間インキュベートした後，培養液を3，000rpm 性（n＝10匹／日）を知日的に測定した． 10分間遠沈し，その上清を分光光度計（波長405 （2）受精卵のPA活性の経日的変動 nm）にてplasminに特異的な合成基質S・2251を Day 1からday 10までマウス10匹／日より受精 用いて測定した． 卵を採取し，先に述べた方法で経日的にPA活性 B．実験操作 を測定した． 1）着床遅延マウスにおけるPG系の着床にお （3）着床時における胞胚のPA inhibitor放出 よぼす影響 に関する実験 着床直前（day 4）のhatching前の胞胚を採取 （1）Indomethacinの濃度による影…響 実験系としてindomethacin O．1ml（150，300， し，受精卵0，6，12，18，23個にそれぞれ非妊 450μg，各々n＝10）を，またcontrol群として生 娠マウス子宮内膜10mgとHalnF−10培養液50 食0．1m1（n＝20）をday 9のE2投与と同時にマウ μi，RPMI 164050μ1を加え，37℃，5％CO2，95％ スの腹腔に投与し，day 10に開腹後，着床数を確 air中で18時間培養し，基本手技6）に準じて培養 一418 57 液中のPA活性の測定を行った． 着床数 3）着床遅延マウスにおける子宮内膜PA活性 の変動と性ホルモンの影響 片側卵管結紮マウスにおいて，着床遅延のモデ ルを作製し，着床側，非着床側の子宮内膜PA活 性を経堂的に測定した． 4）凝固線溶系変動薬剤が受精卵の発育および 着床配列におよぼす影響 Day 4の受精卵着床直前に，①FOY⑭0．1ml（2， 4，6mg），②urokinase O。1mK800，6，400，12，000 U），③thrombin O．1ml（4，8，16U）をそれぞれ Cbntrol マウス腹腔内に投与し，対照群は生食0．1mlを投 IMo， （生食） 1ゆ． 1磁。． 150μg 300μg 450μg M圭SD 8．8土2，8 7，2±2，3 3．9±2．1 1，5土0．4 （n） （n＝20） （n篇10） （n＝10） （n＝10） 与した．なお，薬剤投与量はそれぞれの薬剤の （E∼投与と同時にlndo，腹腔内投与） LD50の1／2量とした． Day 10に脱落膜腫の重量を （Ez l estradio1、 lndo．＝Indomethacin） 測定し，卵着床の配列状態を観察した． 図2 着床遅延マウスにおける各濃度indomethacin ’実験結果 の着床阻害効果 1．着床遅延マウスにおけるPG系の着床にお よぼす影響 着床数 12 1）Indomethacinの濃：度による影響 目 Control群の受精卵は均等に子宮に着床配列 10 9 8 7 6 5 4 3 2 し，着床数（mean±SD）は8．8±：2。8個であった． Indomethacin 150，300，450μg投与群では，そ れぞれ着床数が7．2±2．3，3．9±2．1，1．5±0．4個 であり，control群に比べて有意に低く， in− domethacinの用量依存性に受精卵の着床数は減 少した（図2）． ④E2投与前日まで連日lrdo，309μg ⑤E2投与当日まで連日lndo，3⑰0μg ◎馬投与時のみhdo，300μg ◎Control群 E2 ＝e5ヒradioI Indo．＝lndom就hach ぽロロヨ 」 2）Indomethacin投与時期による着床阻害効 ↓ day 1 果 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ・LLL〕，．呂， Indomethacin 300μgをday 4∼8まで投与した ⑧L⊥＿L」＿⊥」（・＝10） A群での着床数は5．1±2．0個で，そのcontro1 ◎ 8．7±2。5個に比べて有意（p〈0．01）に着床数は減 ◎ 少した．Day 4∼9（E，投与日）まで投与したB群 ．，軌 ．，皇，川皇．5 （n＝10 （n＝1① （n＝2① 十 図3 着床遅延マウスにおけるindomethacin投与日 では着床数1．3±0．5個でそのcontrol 8．7±：2．5個 による着床阻害効果 に比べて，やはりp＜0．001と有意に減少した．E2 投与時のみindomethacinを投与したC群では着 Indomethacin単独投与群（control群）．の着床 床数は3．9±2．1個でそのcontrol 8．7±2．5個に比 数は3．9±2．1個，これに対し，indomethacin＋ べて，有意（p＜0．001）に減少した（図3），さら PGE2， PGF2αまたはPGI2同時投与群の着床数は にB群とA，C群を比較するとB群で有意（p〈 それぞれ6．8±1．9，9．3±2．5，8．8±3．1個であり， 0．01）に着床数が減少した． indomethacin単独投与群に比べて，有意に着床数 3）Indomethacinの着床阻害に対するPGsの 着床回復効果 が回復した（図4）．また，indomethacin＋PGs群 は図4に示したindolnethacinを投与しない場合 一419一 58 Plasmh PくO，001 ．一一 一 着床数 数 n 一 12 踊 ；0 園 mlU／m已 P〈G，001 30 乗 涛一x非着床側子宮内膜PA活性 H 着床側子宮内膜PA活性 （・…±・囲0＞ 、／ Pく0，D5 「一一『一一一1「一一『「 P＜0．Ol 9 8 l麟独一ト＿ 20 7 6 ⊥ 5 4 1D 3 o C◎ntrol （生食〉 PGE∼ M土SD E．9±1』 （n｝ ；rd）． Ir口o， ＋ PGF2α 3，9＝』2．1 十 ｝rd》， lrdo． 「23④5678 着床 十 PG【2 δ．8土1、9 9．a士2，5 83土3、1 10 15 20days 図5 片側卵管結紮マウスにおける子宮内膜PA活性 （n＝20） （n＝↑0） （n＝10） （n＝10＞ （n＝田） （・翻同時・腰1調腹腔内闘 の経時的変動 （E2＝estradbl，lndo．＝lndomethaじin） 図4 着床遅延マウスにおけるindomethacinの着床 阻害に対するPGsの着床回復 33．3％，day 5の午後1∼3時ではcontro1群 73．7％，indomethacin投与群57．1％とindometh− acin投与群のhatching率はcontrol群に比べて 表1 1ndomethacinが着床遅延マウス胞胚のhat− やや低い傾向にあったが有意差は認められなかっ chingに与える影響 day 4 day 5 day 6∼9 た（表1）． Contro1群の 観察時刻 妊娠日 ?≠狽モ?奄獅∠ｦ Indomethacin群の @ hatching率 PM 9 00∼12： 00 AM 9 00∼12 ：00 10／17（58．8％） 4／12（33．3％） 1 00∼3 00 14／19（73．7％） 8／14（57．1％） 7 00∼9 00 21／21（100％） PM PM 0／15（0％） 2．正常妊娠マウスの着床機序における凝固線 溶系の関与一PA活性を中心として一 0／17（0％） 1）正常妊娠マウス子宮内膜のPA活性の経日 的変動 受精卵非存在側（卵管結紮側）の子宮内膜のPA 18／18（100％） 胞胚のhatching数／胞胚数 活性はday 1からday 4まで上昇し， day 4の着床 day 3∼day 9までIndo．300μg／日連日投与 時にピークを示した（27．5±1，7mlU／mg）．一方， 受精卵存在側子宮内膜のPA活性はday 4の着床 の着床数8．9±1．0個に比べて，いずれも有意差を 時に2L7±0．7mIU／mgと受精卵非存在側に比べ 認めなかった． て有意（p〈0．01）に低値を示した（図5）． 2）受精卵のPA活性の経日的変動 卵1個のPA活性の経日的変動は二峰性を示し 4）Indolnethacinのhatchingに与える影響 Day 4ではcontrol群およびindomethacin投 与群でともにどの受精卵にもhatchingを認めな た．すなわちday 3で0．34±0．04mlU／ovum（n＝ かった．Day 6以降では両群ともにすべての受精 7），day 8で155±5，8mIU／ovum（n＝10）とそれ 卵にhatchingを認めた．その中間であるday 5で ぞれピークを示したが，day 4には卵のPA活性は はhatchingしているものとしていないものを認 全く検出されなかった』（図6）． め，contro1群およびindomethacin投与群ともに 3）着床時における胞胚のPA inhibitor放出に day 5の午前中（9∼12時）に比べて約3∼4時間 関する実験 経過したday 5の午後1∼3時の方がhatching 受精卵を含まない子宮内膜単独の培養液中PA 率が高かった．すなわち，day 5の午前9∼12時で 活性は4．2±0．61mlU／mgであり，受精卵6，12， はcontrol群58．8％， indomethacin投与群 18，23個を含む培養液のPA活性はそれぞれ3．3± 一420 59 Pla5mln 鼎δラ留n 15 PA佛1個 ・A・ Pla5而n A κ 5 0．5 mlu／曙 150 10 mlU梱 胃一一州非着床側子宮内膜PA活性 ●一一・着床側子宮内膜PA活性 Pbsmi【 mlU／㎎ 30 P；progost8ron6 E2 100 図 20 盃 ＼ 嵐PA／開 ／ 、 ’＼． ＼． 1 2 3 5 ④ 6 7 版 50 ＼ ノ 0 ； 05tr呂dioI ’ 8 10 、 10 days 0 冨 ◎ 争 ↑ ？ 輩占占品る・，PPP 着床 留0・5・巳／由・ 図6 受精卵のPA活性の経時的変動 0 1 2 3 4 5 6 7 8 20n9 十 9 10 11 12days 図8 着床遅延マウスにおける子宮内膜PA活性の経 時的変動 rPく臣船1 P 「叫oo「 4．00 Plasmin 「Pく臥oo11 ｛mlUlmg〕 3．00 摩… 2，00 P FOY 「一n・s一 暑．oo @ @ （5） （12） （18｝ 「一n・S一「 「n・5一「 100，0 ．。1ぼ0 、，2、3，．、，．。1，2 きD 。㌔ 0㌔ 。㌔ 。う30玉1 受精卵の数〔働 （0） Control 〔23｝ 畳 図7 マウス受精卵（day 4）に対する子宮内膜PA活 性の抑制 屋5・，・ 霊 （吊8／個） 0．43，2．6±0．34，2．0±0．23，1．2±0．21mIU／mg 0．0 まな のロ であった．すなわち培養上中のPA活性は受精卵 話 の数依存性に低下した（図7）． （n） 3．着床遅延マウスにおける子宮内膜PA活性 り 9監39生9 田．2 14．9 （50） （21） 薪簿 量） （36） （28） 図9 FOYが受精卵発育に及ぼす効果 の変動と性ホルモンの影響 着床遅延マウス子宮内膜のPA活性は受精卵存 脱落膜腫の重量は対照群95．3±10．2mg／ovum， 在側も非存在側もほぼ同様の変動を示した．すな FOY⑭2，4，6mg／body投与群でそれぞれ93．9± わちprogesterone投与により子宮内膜のPA活 14．9，92．2±9．1，91．0±7。3mg／ov㎜，と有意差 性は経日的に低下した．しかし，estrogen投与に を認めなかった．受精卵の配列は対照群は子宮全 よる着床刺激後18時間で非着床側子宮内膜PA活 体に整列し，大きさも一定であったがFOY⑧投与 性は急激に上昇し，18．2±1．2mIU／mgを示した． 群では受精卵は子宮の卵管側に偏位して着床した 一方，着床側子宮内膜PA活性は12．1±0．5mIU／ （図9）． mgと非着床側に比べて有意（p＜0，01）に低値を 2）Urokinase投与群 示した（図8）． 脱落膜腫重量はurokinase 800，6，400，12，000 4．凝固線溶系変動薬剤が受精卵の発育および 着床配列におよぼす影響 1）FOY⑪投与群 U／body投与群でそれぞれ59．5±4．3，55，7±1．4， 56．0±6．6mg／ovumを示し，対照群に比べて有意 （p〈0．001）に低下していた．また，受精卵の配列 一421一 60 P〈0、001 「Pく 100．0 u 一Pくαoo1 100．0 肇 農 rn’ 垂 畢 s’「 膣 垂 （m6／個） （吊巳／個〉 50．0 50．0 o．o エ り §D ほ ねり く ね カ 9豊8 5圭5 5重7 5隻0 1．8 （42） （n） 4．3 （22） 1．4 （22） 6，6 0．0 （25） ま 図10 Urokinase（UK）が受精卵発育に及ぼす効果 §D （n） も子宮全体にわたって不規則であった（図10）． る り 16単位（thrombin 9蓬7 讐48窪7 11，2 5．8 （59） （26） 4．2 （26） 74．9 投与量） 轟 （15） 図11Thrombinが受精卵発育に及ぼす影響 3）Thrombin投与群 脱落膜腫の重量はthrombin 4，8，16U／body投 され，day 10にsyncytiotrophoblastによって，拡 与群ではそれぞれ92．4±5．8，84．7±4．2，74．9± 張した間質毛細血管が侵触されて腔隙網と交通 3．5mg／ov㎜とthrombinの用量依存性に減少し し，母体血液が流れ込む．Day 11∼12には着床周 た．なおthrombin 4U投与群と対照群には有意差 辺部の脱落膜反応が進行し，妊卵が子宮内膜表層 がなかったが，8，16U投与群では有意（p＜0．001） 下に埋没され，子宮内膜上皮欠損部は完全に修復 に脱落膜腫重量は低下した．なお，受精卵の配列 され，着床が完了する8）．マウスの受精卵の着床現 象はヒトと類似しており，day 1では1細胞期卵が はほぼ正常であった（図11）． 考 卵管膨大部に存在し，day 2では2細胞期卵が卵管 察 の中央部にまで移動し，day 2∼3では子宮卵管角 ヒト受精卵の着床現象は，受精後3日目のday 3に桑実胚の状態となって子宮腔に入り，その後， に8∼16細胞の桑実胚となって存在し，day 3∼4 桑実胚は胞胚となり，day 4∼5には胞胚を囲んで ではhatching前の胞胚となり， day 4になると透 いた透明帯は消失し，hatching現象が起こる． 明帯に囲まれた胞胚が子宮腔に現われる．子宮腔 Day 6に胞胚は子宮内膜上皮に接着し着床が始ま 内の胞胚は着床に際し，まず周囲の透明帯から脱 り，day 7∼8にtrophoblastから多核のsyncy− 出してhatching後の胞胚となり，つぎにこの胚細 tiotrophoblastが分化し，これが子宮内膜上皮層 胞が子宮内膜に接着し，同時に子宮内膜局所の血 を貫通し，さらに子宮内膜間質に侵入する．Day 9 管透過性充進および脱落膜化が起こる9｝と言われ にはsyncytiotrophoblastの内部に腔隙網が形成 ている． 一422一 61 この複雑な受精卵の着床機序において，PG系 子宮内膜の脱落膜反応を促進し，受精卵の受け入 の関与を検討するため，アラキドソ酸代謝酵素の れ準備が進行すると報告しているが，A群での着 1つであるcyclooxygenaseをその阻害剤である 床阻害はこの機序の阻害による可能性が推測され indomethacin投与によって阻害すると，マウス胞 る．一方C群では着床時のみのPGの役割を阻害 胚のhatchingが抑制され，さらに着床部位子宮内 膜のEvans blue反応陽性の低下，着床数の減少が したための着床数減少であろう．そしてB群はA 群とC群の着床阻害効果を併せたため，着床阻害 起こることが報告されている10）11），堤らは．in− がさらに著明となったものと推測される．またA domethacin投与時期による着床阻害効果を正常 妊娠マウスを用いて実験し，day 4のindometh− 群で示される子宮内膜脱落膜化とC群で示され る着床刺激時のPG阻害のどちらが着床をより効 acin投与が特異的に着床を阻害することから， 果的に阻害するかについては両群間に有意差が認 hatching前の胞胚でのPG産生が着床に大きな められなかった．これらの成績より，着床には 役割を果たしていると報告している12）．著者らは， PGsによる子宮内膜の脱落膜化と， E2投与による 着床遅延マウスを用いた実験より，E2投与による 着床刺激時のPGsの両者が重要な役割をはたし 着床刺激時に同時にindomethacinを投与する ていることが示された． と，indomethacinの用量依存性に着床阻害が起こ Indomethacin投与により，着床が阻害される ることを確認したが，これは正常妊娠マウスにお ことが示されたが，この阻害機序がPG合成系の け『るindomethacinの着床阻害に関するこれまで 阻害によるものであることを証明するために， の報告と一致した成績である．さらに今回の着床 PGs投与による着床回復実験を行った．佐藤らは 遅延マウスを用いた実験成績より，day 9ですでに 正常妊娠マウスではindomethacin投与によって hatchingした状態で子宮内膜に浮遊している胞 阻害された着床はPGE2投与によって回復するこ 胚のE2投与による着床が， indomethacinによっ とを報告している15）．著老らは着床遅延マウスに て用量依存性に阻害されることより，PGは受精 indomethacinを投与して着床阻害し，同時に 卵のhatchingのみでなく，hatching後の受精卵 PGE2，PGF2α， PGI2をマウス腹腔に投与し， PGs の着床にも重要な役割を果たしていることが示さ による着床回復効果を検討した．その結果は，い れた． ずれのPGsの投与でも着床回復を認め，その回復 次に，PGが着床のどの時期に関与するかを検 効果はPGE2よりPGF2α， PGI2が著明であった． 討するため，著者らは着床遅延マウスにおけるE、 このPGE2とPGF2α， PGI2の回復効果の差につい 投与時期とindomethacin投与時期とを調節して ては，明らかではないが，それぞれのPGsが着床 着床状態を検討した．はじめに，着床遅延マウス 機序のどこに関与するかによって異なる可能性が では，E2投与後16∼24時問経過すると胞胚の子宮 示唆される．すなわち，Arefらは， PGF2αは家兎 内膜の付着が始まることを確認した．そこで，day の受精卵輸送に促進的に作用すると述べている 4からE2投与前日のday 8までindomethacinを し16），またJohnsonらはPGI2は血小板凝集抑制， 投与した群（A群），day 4からE2投与日のday 9 平滑筋弛緩作用，血管拡張作用により，妊卵着床 までindomethacinを投与した群（B群）， E2投与 時の脱落膜化反応を促進する可能性を報告してい 時のday 9のみindomethacinを投与した群（C る17）．一方BattaらはPGE2投与により，受精卵が 群）について着床数を検討した．この実験より， 子宮腔より排出され，そのため，着床数がある程 indomethacinをday 4からday 8まで投与したA 度減少する可能性を示唆している18）．しかし，これ 群とday 9のみ投与したC群ではcontrol群に比 らの点については，今後さらに検討する必要があ べて着床数が有意に減少したが，day 4からday 9 ると考えられた．いずれにしろ，indomethacin投 まで投与したB群では着床阻害がさらに著明で 与による着床阻害がPGsとくにPGF2α， PGI2の あった．Sauer13）， Downieら14）によれぽPGF2αが 投与によりほぼ完全に着床回復したことにより， 423一 62 着床機序におけるPG系の関与が明らかとなっ 床側（卵管結紮側）の子宮内膜のPA活性を経日 た． 的に観察した．Day 4の着床時には，非着床側子宮 着床開始前に，胞胚を囲む透明帯の一部が溶解 内膜のPA活性はピークを示した．これは，受精 剥離し，胞胚が透明帯から脱出する現象をhatch− 卵を受け入れるため，内膜が腺分泌や糖代謝が活 ingと呼んでいる．マウス胞胚のhatching機序は 発になっているためと考えられた23）．しかし，同じ まず透明帯の一部が子宮内膜または胞胚より産生 日の着床側子宮内膜（受精卵存在側）のPA活性 される蛋白分解酵素により溶解され，裂孔ができ は，受精卵非存在側内膜に比して，有意に低値を る19）．一方ではtrophoblastのNaポンプを介し 示した．この成績より，受精卵の存在が子宮内膜 て，透明帯外よりNa＋， Cl一が胞胚腔内に能動的に 取り込まれ，浸透圧が上昇し，胞胚腔内へ水分が のPA活性に影響を与えることが示唆された． Day 5以降に，着床七子宮内膜のPA活性は非着 流入し，胞胚腔が拡張し，透明帯の脆弱部分が圧 床部より高値を示した．これはKennedyらの報 出され，裂孔より胞胚の一部が脱出するといわれ 告によると着床部が非着床部に比し，有意に高濃 ている20）．Biggerらは吻纏γoでPGs合成阻害 度のPGを有し， PGがPAの産生を促進するた 剤（indomethacin etc）がマウス胞胚のhatching めと考えられる1）24）．また，着床部の核酸の代謝充 を抑制することを見出し，着床前胞胚における 進，alkaline phosphataseなど酵素活性の上昇， PG産生がhatchingに関与していることを報告 glucose含量の増加，解糖能の活発化25）など諸要 している21）．著者らは，着床遅延マウス胞胚のhat・ 因が関与すると思われる． ching率（control群）とindomethacin投与群の 次に，受精卵1個のPA活性を測定したところ， haching率を検討した． Indomethacinの投与によ 着床前初期胚のPA活性は，4細胞期から桑実胚 り，胞胚のhatching時期がcontrol群よりやや遅 （day 2）にかけて急速に上昇し， hatching前の胞 れる傾向にあったが，day 6∼9ではいずれの群に 胚期（day 3）にピークを示すが，透明帯を脱出し おいてもhatchingが起こっていることより，hat− た胞胚（day 4）ではPA活性は検出されなかった． chingの機序にはPGだけでなく，他の因子の関 初期胚PA活性の増加はその活発な細胞分裂，分 与も多いことが示唆され，今後の検討課題であろ 化過程に関与するものと考えられる．一方hatch− ing後の胞胚のPA活性の低下は，単なる酵素活 う． 近年，生殖生理現象において，PG系と蛋白分解 性の消失ではなく，PA inhibitorの出現が推測さ 酵素系，とくに線溶系との関連が注目されている． れる．そこで，著者らは，着床直前のday 4の胞胚 佐藤らは排卵機構において，まずFSHの作用で を用いて，PA inhibitorの存在を検討した．子宮 卵胞が成熟し，次いでLHの作用で卵胞内PGが 増加する．この卵胞内PGがPAの産生を促進し， 内膜のPA活性はその培養系に受精卵を加えるこ このPAによって，卵胞内に大量に存在するplas− た．この成績より，day 4の受精卵がPA inhibitor とにより低下し，その低下は受精卵の数に依存し minogenがplasminに活性化され， plasminに を産生放出することが示された．この受精卵と子 よって卵胞壁頂部組織の融解，ひいては卵の排出 宮内膜の初期接着時に卵のPA活性が急速に低下 が起こると報告している22）．着床機構については， し，逆にPA inhibitorを放出する機序については PG系の関与が明らかとなったが，同時に線溶系 現在全く不明であるが，生体の合目的性から考察 も関与する可能性が示唆される．そこで著者らは すれぽ，受精卵は初期接着のために，PA inhibitor 妊娠マウス子宮内膜と受精卵のPA活性について を産生放出し，そのmicroenvironmentを初期接 検討し，さらに両者のinteractionについても検 着に適しているように変化させていると考えられ 討した． 興味深い．着床様式は動物種によって異なり，ヒ ト，イタチなどの侵入着床（trophoblastが子宮腺 著者らは，妊娠マウスを用い，day 2に開腹して， 片側卵管結紮マウスを作製し，着床側および非着 上皮細胞を貫通），ラット，マウスなどの転移着床 一424一 63 （trophoblastが転移性に子宮腺上皮下に拡が ウスの腹腔に種々の薬剤を投与し，day 10に開腹 る），ウサギなどの融合着床（syncytiotrophoblast して脱落膜腫の重量および着床配列を検討した． と個々の子宮腺上皮細胞が融合）の3種があるが， FOY投与群においては，脱落膜腫の重量は trophoblastの子宮腺上皮への侵入機構について control群と有意差を認めなかったが，受精卵の はヒトとマウスは完全に同一ではないが類似して 着床配列は子宮角近くに集中的に着床していた． いると言える．このtrophoblastの子宮内膜への FOYはthrombin，活性型第κ。因子（凝固系）， 侵入は，day 6からday 9までに起こり，この時期 plasmin（線溶系）， trypsin， kallikrein（kinin系）， に一致してPA活性は増加している．これはtro− Cresterase（補体系）の酵素活性阻害剤である． phoblastの内膜上皮貫通や間質細胞への浸潤の これらの作用により，卵管の絨毛運動抑制などの ために必要なことであり，受精卵が子宮内膜へ強 受精卵輸送障害により，卵は子宮頚部まで到達で 固に接着し，発育するためには極めて合目的性と きず，子宮角近くに集中的に着床したと推測され 考えられた．Stricklandらは加毎〃。実験でマウ るが，その詳細は不明であり，今後さらに検討を スのtrophoblastを培養し，そのPA活性の経日 要する問題である． 的変化を報告しているが5），その成績は著者らの Urokinase（UK）投与群においては，脱落膜腫 腕加〃。の実験と同様な成績であった． の重量はcontrol群と比べて有意（p＜0．001）に低 受精卵と子宮内膜の初期接着におけるPA活性 下しており，また受精卵の着床配列は乱れていた． の変動が性ホルモンによって制御されるかどうか UKは線溶充進剤であり，UK投与によって，子宮 を検討するため，着床遅延マウスに片側卵管結紮 内膜の線溶活性は上昇することが推測される．一 術を行い，性ホルモン投与による子宮内膜のPA 方，受精卵の初期接着には著者が前述したように， 活性の経日的変動を検討した．着床遅延マウスに 受精卵からのPA inhibitorにより，子宮内膜を含 おいて，本来着床すべきday 4の受精卵は， E，投 め，受精卵に適したmicroenvironmentの変化が 与をしなければ着床できない状態で子宮腔内に浮 必要であるが，UKはその線溶充進作用によって， 遊している．この時期の受精卵存在側と受精卵非 卵によるmicroenvironmentの変化を阻害し，不 存在側の子宮内膜PA活性を比較すると，両者に 完全な着床のために脱落膜腫重量を低下させてい 差は認められなかった．しかし，E2投与後18時間 る可能性が示唆される．この脱落膜腫重量の低下 で着床が起ぎると，非着床側の子宮内膜PA活性 は卵の着床配列の乱れによる発育阻害と考えられ は上昇したが，着床側のPA活性の上昇は認めら れなかった．すなわち，着床側子宮内膜PA活性 ることができるが，詳細は今後の検討課題であろ う， は，非着床側に比べて，その上昇が有意に抑制さ Thrombin投与群ではその用量依存性に脱落膜 れた，この成績より，estrogen投与によって着床 腫の重量はcontrol群に比べて減少したが，受精 が誘導されるが，受精卵の存在しない側の子宮内 卵の着床配列はほぼ正常であった．Thrombinは 膜のPA活性はE2投与によって，上昇することが 凝固充進の酵素であり，生体内で．血栓を形成させ 明らかとなった．さらに受精卵の着床した側の子 る作用を有している．Thrombin投与による脱落 宮内膜では，前の実験と同様にPA活性は低値を 膜腫の減少は」血栓による栄養障害が示唆される． 示し，受精卵からのPA inhibitorの産生放出が示 以上より，着床機序におけるPG系と線溶系の 唆された． 意義を推測すれぽ，性ホルモンによって子宮内膜 初期量の発育には，受精卵および子宮内膜の線 局所のPG系の産生増加が起こり， PGsは子宮内 溶活性が深く関与することがこれまでの成績で示 膜に脱落膜変化を起こし，着床部の血管透過性を されたが，著者らは，さらに凝固線溶系変動薬剤 充進させ，受精卵の着床準備態勢をととのえるも が着床に及ぼす影響を検討した．正常妊娠マウス のと考えられる．さらに，この子宮内膜の脱落膜 のEサージ時（day 4のAM 3：00∼9：00）26）にマ 変化にはPGsを介してのPA活性の充進が関与 一425 64 するものと考えられよう．一方，受精卵の分裂増 雄教授，御助言をいただきました岩下光利講師，河西 殖にはPA活性が関与し，受精卵の初期接着およ 洋講師，安達知子講師に感謝致します．さらに多大な び子宮内膜への浸潤には，受精卵と子宮内膜の線 御協力を頂きました産婦人科学教室，母子総合医療セ 溶系の相互作用が重要であり，さらに，受精卵の ンターの皆様に深謝致します． 本論文の要旨の一部は，第38回日本産科婦人科学会 着床配列，着床後の妊卵発育に凝固線溶系が関与 していることが示された．しかし，凝固系の関与 は凝固系カスケードで示される血液の液相を介し ての血栓形成によるものと考えられるが，一方， 線溶系の変化は液相の凝固充進に対応する線溶充 総会，第39回日本産科婦人科学会総会，6th World Congress on Human Reproductionにおいて発表し た．本研究の一部は，昭和60年度文部省科学研究費補 助金（60570800）により援助された． 文 進といったバランス現象と考えるよりは，固相す 献 1）Kennedy TG： Evidence for a role for prostag一 なわち卵細胞の活発な発育や子宮内膜組織の増殖 ユandlns in the initiation of blastocyst implanta− tion in the rat． Biol Reprod 16：286−291，1977 などの生命体としての変化の部分現象としてとら 2）Lau IF， Saksena SK， Chang MC： Pregnancy えるべきであり，着床機序におけるPG系と線溶 blockade by indomethacin， an inhibitor of pros・ 系の密接な関与は，今後，さらに興味深い多くの taglandin synthesis；its reversal by prostaglan− 問題を提示しているものと考えられる． dins and progesterone in mice． Prostaglandins 結 4：795−803，1973 語 3）Sanan6s N， Baulieu E・E， LuGoascogne D＝A role for prostaglandins in decidualization of 着床機序におけるPG系と凝固線溶系の関与に ついて，マウスを用いて実験を行い，次の結論を the rat uterus． J Endocrinol 89：25−33， 1981 4）千田 智，上原茂樹，星合 昊ほか：Indometh− 得た． acinおよびprostaglandin E2， prostaglandin F2α 1．着床遅延マウスにおいて，indomethacinは がマウス胞胚のhatchingに与える影響．「受精・ 用量反応性にhatching後の受精卵の着床を阻害 着床」pp207−211，学会出版センター，東京（1985） し，この着床阻害はPGs投与により完全に回復 5）Strickland S， Reich El Plasminogen activator in early embryogenesis：Enzyme pro− し，着床機序におけるPG系の関与が明らかと duction by trophoblast and parietal endoderm． なった．さらに，indomethacinの投与時期により， Cell 9：231−240， 1976 着床阻害効果は異なり，PG系は子宮内膜の脱落 6）Saksena SK， Lau IF， Chang MC： Relation− ship between oestrogen， prostaglandin E2αand 膜化と受精卵の着床時の両者に密接に関与するこ histamine in delayed implantation in the とが示唆された． mouse． Acta Endocrinol 81：801−807，1976 2．着床における受精卵と子宮内膜の初期接着 7）石川真木，堤 治，中林正雄ほか：マウス初期 胚のプラスミノーゲンアクチベーター活性．哺乳 卵研究誌 1：137−14G，1984 8）Sadler TW：Ovulation to implantation．伽 にば受精卵のPA活性低下， PA inhibitor増加と 子宮内膜のPA活性上昇が必要であることが示さ れ，着床機序における受精卵と子宮内膜の線溶系 Langman’s Embryology， pp19−38， Willams＆ Wilkins Company， London（1984） の相互作用が認められた． 3．子宮内膜のPA活性は性ホルモンによって 9）Greep RO， Astwood EB， Geiger SR： Endo． crine control of egg implantation． Handbook 制御されていることが示された． Physiol 2：187−189，1973 10）Evans CA， Kennedy TG：The importance of 4．着床時子宮内膜の線溶系は受精卵の輸送，配 列，および着床後の卵の発育に関与していること prostaglandin synthesis for the initiation of が示された． blastocyst implantation in the hamster． J Re・ prod Fertil 54：255−261，！978 11）Flower RJ， Vane JR＝ Inhibition of PG 稿を終えるにあたり，本研究の御指導，御校閲を賜 biosynthesis． Biochem Pharmaco123： りました武田佳彦教授，坂元正一教授に深甚なる謝意 1439−1450， 1974 12）堤 治，佐藤和雄坂元正一ほか：インドメサ を表します．また，直接御指導いただきました中林正 426一 65 シソによるプロスタグランディン産生阻害の着床 mouse blastocysts． J CeU Biol 55：3a，1972 への影響．日産婦関東連会報 40：249−251，1984 2G）Benos DJ，Biggers JI）：Sodium and chloride 13）Sauer MJ： Hormone in volument in the co・transport by perimplantation rabbit blas− establishment of pregnancy． J Reprod FertiI tocyst． J physio1342：23−33， 1983 21）Biggeres JD， Basker FF， Subramanian N et 56 ：725−743， 1979 14）Downie BJ， Poyser NL， Wunderich M： al：Inhibition of hatching of mouse blas− Levels of prostaglandins in human en・ tocysts㍑麗魏｝by various PG antagonists． J Reprod Fertil 63：359−363，1981 dometrium during the normal menstral cycle． J 22）佐藤和雄，金子義晴，中林正雄ほか：排卵におけ る線溶系の意義産婦の世界 35：67−71，1983 23）中林正雄，小泉正弘，河西 洋ほか：受精着床， Physio1236：465−471， 1974 15）佐藤和雄，木下勝之，矢野 哲ほか：受精・着床 とPG． pp113−121，現代医学社，東京（1985） 臨床血液 28：1043−1049，1987 16）Aref I， Hafez ESE＝ Utero−oviductaI motility， egg transport and implantation in 24）Strickland S， Beers WH＝Studies on the role prostaglandin treated rabbits． Biol Reprod 14： of plasminogen activator in Qvulation， J BiQl Chem 251：5694−5702，1976 658−664， 1976 25）Finn CA， Martin L＝ Patterns of cell division 17）Johnson RA， Morton DR， Kinder JH et al： in the mouse uterus during early pregnancy． J The chemical structure of prostacyclin， Pros・ Endocrino139：593−597， 1967 taglandins 12：915−927， 1976 26）Shelesnyak MC， Kraicer PF， Zeilmaker GH： The oestrQgen surge of pseudopregnancy and 18）Batta SK， Martini L：Anti−implantation effect of prostaglandin in the rat． Prostaglan− progravidity and its role in the process of dins 10：1075−1083， 1975 19）Andary TG， Dabich D， Van Winkle LF： decidualization． Acta Endocrino142：225−232， 1963 Changes in proteinase activity in early vs． late 427