性ホルモン産生酵素が個人の性格・気質に関連する

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2019年1月15日 理化学研究所

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脳内アロマターゼ量は攻撃性、協調性と相関する

理化学研究所(理研)生命機能科学研究センター健康・病態科学研究チームの渡辺恭良チームリーダー、高橋佳代上級研究員らの共同研究グループ※は、脳内で発現する女性ホルモン産生酵素「アロマターゼ[1]」の発現量がヒトの性格の個人差に関連することを、陽電子放射断層画像法(PET)[2]による脳画像解析で明らかにしました。

本研究成果は、ヒトの性格・気質を生み出す生物学的基盤の理解や、社会性に問題を抱える発達障害[3]の症状改善方法の探索に貢献すると期待できます。

今回、研究グループは、健常男性11名と健常女性10名を対象に、女性ホルモン産生酵素のアロマターゼに特異的に結合する化合物[11C]Cetrozole[4]を使用して、脳内アロマターゼの分布と量をPETで測定しました。またその際、質問紙を用いて個人の攻撃性と協調性などの性格・気質を測定しました。その結果、女性においては扁桃体[5]におけるアロマターゼ量が多いほど攻撃性が高く、男性・女性ともに視床[6]におけるアロマターゼ量が多いほど協調性が低いことが示されました。これにより、ヒトの性格と脳内のアロマターゼ量の関連性が示され、それには性差があるものと両性共通のものがあることが分かりました。

本研究は、英国の科学雑誌『Scientific Reports』(11月15日号)に掲載されました。

図 男女ともに視床(黄の部分)での脳内アロマターゼ量が高い人は、協調性スコアが低い

※共同研究グループ

理化学研究所
生命機能科学研究センター
健康・病態科学研究チーム
チームリーダー 渡辺 恭良(わたなべ やすよし)
副チームリーダー 和田 康弘(わだ やすひろ)
上級研究員 高橋 佳代(たかはし かよ)
技師 尾上 嘉代(おのえ かよ)
分子標的化学研究チーム
チームリーダー 細谷 孝充(ほそや たかみつ)
標識化学研究チーム
チームリーダー 土居 久志(どい ひさし)
ライフサイエンス技術基盤研究センター(研究当時)
高橋 和弘(たかはし かずひろ)
高島 忠之(たかしま ただゆき)
田沢 周作(たざわ しゅうさく)

大阪市立大学大学院 医学研究科 システム神経科学
講師 田中 雅彰(たなかま さあき)
病院講師 石井 聡(いしい あきら)
研究員 中富 康仁(なかとみ やすひと)

※研究支援

本研究は、日本学術振興会(JSPS)科学研究費補助金若手研究B「脳内ステロイド系とヒトの感情の関連性についてのPET研究(研究代表者:高橋佳代)」、同基盤研究C「神経内分泌系とヒトの気質・性格の関連性についてのPET研究(研究代表者:高橋佳代)」による支援を受けて行われました。

背景

男性ホルモン(アンドロゲン)と女性ホルモン(エストロゲン)は、性差の決定に関わるホルモンです。これらは男性だけ、あるいは女性だけが持つのではなく、両方の性ホルモンは適切な時期に適量でそれぞれの性において産生されています。男性ホルモンを女性ホルモンに変換する酵素「アロマターゼ」は、体内のさまざまな部位で発現し、血流によって運ばれてくる男性ホルモンを基質として、局所的に女性ホルモンを産生しています。

アロマターゼは脳でも発現しており、アロマターゼ遺伝子を欠失させたマウスの実験から、アロマターゼが攻撃行動や抑うつ様行動に関わっていることが示されています注1)。また、ヒトの死後脳を調べた研究で、脳内のアロマターゼが、社会性に障害を持つ自閉症スペクトラム[3]などの発達障害に関わっていることも示されています注2)。しかし、攻撃性を含むヒトの性格・気質と脳内アロマターゼの関連性を、生きているヒトで調べた研究はこれまでありませんでした。

陽電子放射断層画像法(PET)は、生体内の分子の挙動を定量的に可視化・解析する方法です。アロマターゼに対するPETプローブ[2]はこれまでにも開発されていましたが、体内で分解された産物による非特異的なシグナルが生じるため詳細な観察が困難でした。そこで研究グループは、アロマターゼと特異的に結合する阻害剤を改変した新たなPETプローブ[11C]Cetrozoleを開発しました。2014年にサルを対象にした研究により、[11C]Cetrozoleは脳内のアロマターゼを解析するための十分な特異性を持っていることが確かめられました注3)。今回の研究では、[11C]Cetrozoleを用いた臨床研究を行い、ヒトの性格・気質と脳内アロマターゼの関連性について調べました。

注1)Honda, S., Harada, N., Ito, S., Takagi, Y. & Maeda, S. Disruption of sexual behavior in male aromatase-deficient mice lacking exons 1 and 2 of the cyp19 gene. Biochem. Biophys. Res. Commun. 252, 445–449 (1998).
注2)Sarachana, T., Xu, M., Wu, R. C. & Hu, V. W. Sex hormones in autism: androgens and estrogens differentially and reciprocally regulate RORA, a novel candidate gene for autism. PlOS ONE 6, e17116, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0017116 (2011).
注3)Takahashi, K. et al. 11C-Cetrozole: An Improved C-11C-Methylated PET Probe for Aromatase Imaging in the Brain. J. Nucl. Med. 55, 852–857 (2014),

研究手法と成果

臨床研究は、健常男性11名(平均年齢31.7 ± 8.1歳)と健常女性10名(同34.7 ± 6.4歳)を対象に行いました。まず被験者には、攻撃性を測定する質問紙「Buss-Perry攻撃性質問紙[7]」およびパーソナリティを構成する気質・性格を測定する質問紙「日本語版Temperament and Character Inventory[8]」に回答してもらい、個人の攻撃性および気質・性格をスコア化しました。次に、被験者に[11C]Cetrozoleを投与し、PETスキャナ内で脳内の[11C]Cetrozoleのシグナルと、頭部の形態画像を同時に撮像しました。

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