不妊症の原因の50％近くを占めるのが男性要因です。 男性の生殖能力にはさまざまな要因が影響するが.その中でも精子のDNA損傷は.近年.生殖医療分野におけるホットな研究テーマの一つとなっている。 精液パラメータに異常のある不妊男性は.生殖能力のある男性に比べて精子DNA切断指数（DFI）が高く.精液パラメータが正常な特発性不妊患者もDFIが高いことが研究で示されています。DFIが30％以上だと自然妊娠はほとんど不可能で.DFIは安定しているので.男性の生殖能力を予測する基準値として使用することが可能です。 生殖補助医療）ARTクリニックにおいて.精子のDNA損傷はその結果に影響を与える最も重要な要因の一つであり.生殖医療従事者からますます注目されています。 ARTの結果を改善するためには.ART前に精子のDNA破損指標（DFI）を検査し.DNA破損がほとんどない精子を得るための手段を講じることが必要である。 本稿の目的は.精子DNA損傷の原因.メカニズム.対策を概説し.男性不妊症との関連性を浮き彫りにすることである。 無錫中医院泌尿器科 Tan Guangxing I. 精子 DNA 損傷の原因 様々な環境因子.汚染物質.医療措置が精子 DNA の完全性に影響を与え.精子 DNA 損傷につながる可能性があります。 主なものは以下の通りです。 1.薬物・放射線治療 若い男性のがん（How to Goldのリンパ腫や精巣がん等）は.精子の質が悪く.精子のDNA損傷が激しい傾向にあります。 化学療法薬の使用.および薬物量の蓄積により.主に精巣の造精細胞に対する化学療法薬の毒性作用により.絶対的不妊症になることがあります。 放射線治療による精巣の精母細胞へのダメージと精子のDNA損傷は.治療期間と患者が受けた薬剤の量に関係する。 精巣の造精細胞の造精機能の回復は.治療後1ヶ月から1年後に起こることが多く.この過程で精子のDNA損傷が起こることが研究で明らかになっています。 2.生殖管の炎症 精巣の後ろの生殖管の感染や炎症（精巣上体炎.前立腺炎など）は.白血球性精子の出現.酸化ストレス反応の増加.ひいては精子のDNA損傷につながります。 3.精巣内の高温 研究では.次のことが明らかになっています。 この研究では.熱中症によって体外に排出される精子のヒストン／イクメン比が上昇し.精子のDNA損傷を悪化させることが明らかになった。 これは.精巣の局所的な熱にも当てはまります。熱い風呂.コンピューターの前に座る.長時間の運転など.いくつかの特定の行動は陰嚢の温度を上昇させ.これらはすべて精子のDNA損傷につながります。4．精索静脈瘤 精子のDNA損傷と密接な関係があり.損傷の度合いは精索静脈瘤患者の精液に見られる高いレベルの酸化ストレスと関連しています。 最近の研究では.精索静脈瘤不妊症患者の精液中に活性酸素産物を多く含む発育不良の精子細胞が大量に認められ.この発育不良の精子細胞はDNA損傷と関連していることが明らかにされている。 さらに.精索静脈瘤を治療した後.精子 DNA の完全性が有意に増加した。5.ホルモンレベル ホルモン異常がクロマチン欠陥につながることが実験的に示されている。 野生マウスと比較して.ホルモン受容体をノックアウトしたマウスは精子魚精タンパク質レベルが低く.テストステロン レベルが低く.生殖能力が低下し.DNA 障害レベルが高くなることが示された。 第二に.精子DNA損傷のメカニズム（a）.精子ミトコンドリアDNA損傷 精子ミトコンドリアDNAは裸のDNAで.ヒストンやDNA結合タンパク質の保護を受けない。同時に.それ自身の損傷修復能力が非常に低く.様々な損傷因子.特に活性酸素（ROS）に極めて敏感である。 その結果.精子は成熟期に.欠失.突然変異.多形性変成など.さまざまな形態のミトコンドリアDNA損傷を特に受けやすくなっている。 異常精液中にミトコンドリアDNA損傷が多く存在することは.男性不妊に関与していることを示す研究結果もある。 (ii) ヌクレオソーム DNA 損傷： [1] 酸化ストレス：活性酸素の生成は生殖器系の様々な器官や組織における生理現象であり.少量の適切な活性酸素は精子生理において重要な役割を果たし.精子の受精能や先体反応に寄与している。 しかし.大量の活性酸素が存在すると.抗酸化システムの消去能力や精子核の独特なコンパクト構造の防御能力を超えて.精子DNAに一本鎖または二本鎖の切断が起こり.精子DNA損傷が引き起こされるのです。 さらに.精子膜は不飽和脂肪酸を多く含み.細胞膜の浄化酵素が少ないため.過剰な活性酸素に攻撃されると過酸化脂質になりやすく.脂肪酸が二重結合を失い.精子膜が流動性を失い内部環境が変化し.最終的には精子核のDNA変異や切断に至るという問題点がある。 また.精子のDNAマトリックスは.酸化的なダメージを受けやすい。 精子が外因性（人工）活性酸素にさらされると.全塩基パターン.無塩基部位の生成.欠失.DNA架橋.染色体再編成などの形でDNA切断が著しく増加することが報告されている。 [精子クロマチンアセンブリ：精子クロマチンアセンブリの異常は.精子核内の一本鎖および二本鎖DNA切断とDNA損傷を引き起こし.主な関連は精子タンパク質のヒストンへの置換異常である。 精子形成期には.クロマチンアセンブリに内在性ヌクレアーゼ（トポイソメラーゼII）が関与してDNAギャップを形成・連結し.魚類精子タンパク質によるヒストンの置換時にねじれストレスの解放とクロマチン再編成を容易にするが.異常精子形成やDNA損傷の原因となることがある。 精子核内のDNA損傷につながるクロマチンアセンブリの異常は.DNA二本鎖切断の異常にも起因すると考えられる。この異常は.精子形成時にクロマチン組換えの準備やクロマチンアセンブリ中に自然に発生する可能性がある。 [3] アポトーシス：精子形成期には.アポトーシスが精子形成と増殖のレベルを制御し.支持細胞の支持能力に合致させ.精子の数.形態.機能のバランスを維持する。 精子形成細胞表面タンパク質Fasは精子のアポトーシスを開始し.Fasリガンド（FasL）または興奮性抗Fas抗体アゴニストとの組み合わせで.精子形成細胞を殺すためのアポトーシスプログラムが開始されることがあります。 支持細胞はFasLを発現しているため.過剰な増殖を抑制し.Fas陽性精子を除去することができます。 生殖能力のある男性のFas陽性精子の割合は低いのに対して.精液パラメータに異常がある人のFas陽性精子の割合は50％と高く.アポトーシスに異常があり.DNA損傷精子を除去する能力が不十分である可能性が示唆される[1]。 異常なアポトーシスが精子のDNA損傷につながるもう一つのメカニズムは.光ゲートプロテアーゼに関連している。 内因性ミトコンドリア膜のFasL/Fasの遮断は.光ゲートプロテアーゼ8および9の活性化をもたらし.光ゲートプロテアーゼ受容体シグナルを伝導し.デオキシリボヌクレアーゼ（DNA切断因子40）の活性化.ひいては精子DNA切断につながる。 Fas陽性率は.精子が弱く奇形の精子で高くなった。 弱った精子や奇形精子にはDNA損傷が多いことは多くの研究により確認されており.アポトーシスが精子のDNA損傷と密接に関係していることが改めて示されている。 Aokiらは.イクチオスペルミン-1（P1）またはイクチオスペルミン-2（P2）の濃度が低下することを示した。 青木らは.魚精-1（P1）または魚精-2（P2）濃度が低下した不妊患者では精子DNA損傷が有意に高く.P1/P2値が低下すると正常でP1/P2値が上昇した場合に比べて精子DNA損傷が有意に高くなることを明らかにした。 したがって.フィセチンの欠乏は精子のDNA損傷の原因でもあるのです。 精子DNA損傷の検出法 現在.精子DNA損傷の検出法としては.コメット法（Comet）.エンドトランスフェラーゼを介したデオキシウリジン三リン酸（dUTP）エンドラベル法（TUNEL）.精子クロマチン構造解析（SCSA）.乙女座検定（AOT）.in situ切開翻訳（NT）が主流であり.このうち.コメット法（Comet）.TUNEL法（DUTP）.乙女座検定は精子のDNA損傷を検出することができます（※）。 TUNELとCometは一本鎖および二本鎖切断.SCSAはクロマチン構造の異常.NTは一本鎖切断を検出し.精子中のクロマチン構造の異常やDNAの完全性を検出することができる。 これらはまだ臨床の場で日常的に使われているものではなく.その有用性と意義を確認するためには十分なサンプル数を用いた研究が必要です。 IV.精子のDNA損傷と生殖補助技術 過去10年ほどの間に.生殖補助技術（ART）.特に単一精子細胞質内注入法（ICSI）は.重度の乏精子.低精子.奇形精子の治療において大きなブレークスルーをもたらしてきた。 しかし.ARTにおいては.精子のDNA損傷が受精率.胚細胞の発生.妊娠確率に影響を与えることが多くの研究から明らかになっているが.そのメカニズムは完全には解明されておらず.精子DNA損傷とARTの関係に関心が高まっている1。 精子源 閉塞性無精子症患者において顕微授精を行った場合.精子を副睾丸および精巣から抽出すると有意に高いDFIが認められた。 これは.閉塞した生殖管に精子が長時間滞留するため.あるいは精子のクロマチンDNAが不完全に解重合し.損傷や毒性物質の影響を受けやすくなるためと考えられる。 また.閉塞性無精子症の患者さんの精巣では.精子DNA損傷レベルが精巣上体付近の精子に比べて有意に低いことが分かっています。 Ermannoらは.精巣精子と射精精子のDNA損傷度を比較し.それらを別々にICSIを行ったところ.精巣精子のDNA損傷度は射精精子より有意に低く.受胎率の差は有意ではなかったが.妊娠率は前者が後者より有意に高いことが示された。 その結果.精子のDNA損傷レベルは射精された精子よりも精巣で有意に低く.受精率の差は有意ではなかったが.妊娠率は前者が後者よりも有意に高いことが判明した。 精子DNA損傷の高い患者さんには.精巣精子を用いた顕微授精が最も有効なART手段であると結論づけられた。 しかし.BukulmezとZhaoらは.精子DNAの完全性を評価せずに.射精精子.副睾丸精子.精巣精子を用いた顕微授精の結果を比較し.受精率.卵生率.優良胚率.臨床妊娠率.早期流産率に統計的な差を見いだすことができなかった。 したがって.精子の供給源の違いや精子 DNA の損傷が顕微授精の結果に及ぼす影響について.さらなる研究が必要である。 子宮内注入法 精子 DNA の損傷が子宮内注入法（IUI）の結果に影響することは.多くの研究により確認されている。 特にDFIは精子クロマチン構造解析（SCSA）を用いて評価し.30％以上であればIUIでの受精の可能性はゼロに近いとした。 また.TUNEL（terminal transferase-mediated dUTP end-labelling）で評価すると.DFIが12％以上では妊娠せず.10％以上12％未満では流産に至ります。 体外受精 体外受精において.精子の DNA の損傷は.受精および胚盤胞の発育の可能性に影響を与える。 また.体外受精では.従来の精子パラメータよりも胚の質が妊娠の指標となり.精子のDNA損傷と胚の質には有意な負の相関があります。 HenkelらはDFIが36.5％以上となると体外受精での妊娠率が著しく低下すると報告し.Tomlinsonらは.体外受精でのDFIが27％であれば.妊娠成功の必要性があると報告しています。 顕微授精では.精子のDNA損傷は受精や核酸後性の発生を妨げず.DNA損傷の大きい精子でも妊娠は可能ですが.DNA損傷と受精率および妊娠率の間には有意な負の相関があります。 ICSIを行う場合.VirroらはDFIが30％以上の場合.低い胚盤胞率になりやすく.妊娠に至らないことを明らかにした。 臨床的には.顕微授精による受精成功率は通常65％～80％以下であり.これはおそらく精子にDNAの欠陥があるためと思われる。 DNA欠損精子で顕微授精を行う場合.卵子に直接注入するため.自然淘汰をバイパスし.胚細胞や胚の発生.子孫の健康に影響を与える可能性があるため.精子の遺伝物質がそのままであることが重要であるとされています。 5.凍結保存技術 精子の凍結融解は.多くの精子凍結保存技術において.精子DNAの完全性を損なう可能性があることが多数報告されている。 さらに.精子凍結保存試験の結果.精子の凍結融解は新鮮な精子と比較してDNAの完全性が損なわれることが明らかになった（19±16％.p