卵胞刺激ホルモンfollicle-stimulating hormone(FSH)は、-サブユニットと-サブユニットからなる二量体の糖蛋白であり、糖鎖構造の差によって、種々のアイソフォームが存在する。この糖鎖構造の違いは、受容体結合能、シグナル伝達系、半減期などに影響を与え、その結果、FSHの生物活性を規定している。シアル酸含量が多いほどより酸性であり、生物学的半減期が長く、生物活性が低いのに対し、シアル酸が少ないアイソフォームは生物学的半減期が短く、生物活性が高い。

　FSHの生物活性(bioactive FSH;B-FSH)は、近年ラットの顆粒膜細胞やSertoli細胞のアロマターゼ活性を指標とするin vitroのFSH生物活性測定法が進歩し、さまざまな内分泌学的環境における血清B-FSHを測定することが可能になった。月経周期内では、卵胞期初期にはB-FSHは低く、FSHのアイソフォームは酸性側に多く存在するのに対し、排卵期にはB-FSHとbioactivity/immunoreactivity(B/I)比は最高となり、FSHのアイソフォームは非酸性側に傾くことが報告されている。

　体外受精・胚移植(in vitro fertilization-embryo transfer;IVF-ET)におけるhuman menopausal gonadotropin(hMG)投与後のestradiol(E₂)の反応や発育卵胞数にはかなりの個人差がある。血清FSHの免疫活性(immunoreactive FSH;I-FSH)が必ずしもFSHの生物活性の大きさを反映するものではない点を考慮すると、hMG投与中の女性の血清B-FSHが卵胞のE₂応答により重要な意義をもっている可能性が推定される。本研究では、IVF-ETにおける卵巣刺激施行中の女性を対象に、血中FSHの生物活性を測定するとともに、そのアイソフォームを検討し、1)卵胞発育の指標である血清E₂応答反応の高低が、B-FSHと関連するか、2)B-FSHが、IVF-ETによる妊娠を予測する指標になるかという2つの点につき以下の検討を行った。

　Cornell大学産婦人科において、1987年から1989年にIVF-ETを行った21人の女性(27歳-43歳、平均34.5±0.9歳)を本研究の対象とした。月経周期3日目より、hMGの連日筋肉内投与(150-300IU/day)を4-10日間行い、hMG投与終了日の翌日に、hCG 10,000IUを1回筋肉注射した。hCG投与後36-38時間後に卵子を採取し、体外受精を施行、その48時間後、受精卵を母体子宮内に戻した。血液採取は、hMG投与開始直前、投与中の4-10日間、以後、hCG投与日をday 0と定め、day 0,+1,+7,+14に行った。各血清試料について、I-FSHとE₂を免疫活性測定法で測定した。B-FSHは、幼若ラット睾丸Sertoli細胞のアロマターゼ活性を指標とするin vitro生物活性測定法で測定した。すなわちSertoli細胞を5×10⁵個になるように調整し、アロマターゼの基質として19-hydroxyandrostenedioneを含む培養液で72時間培養した。その後各種濃度のFSH標準品または血清サンプルを添加して、24時間後培養液中のE₂を測定した。得られたE₂値から血清サンプル中のE₂値を差し引いて真の値とした。

　Morfolkグループの基準に従い対象を次の3群に分類した。hCG投与日の血清E₂が600pg/ml以上を高反応群(HR,n＝10)、E₂が300-600pg/mlを正常反応群(NR,n＝3)、E₂が300pg/ml以下を低反応者(LR,n＝8)とした。LR群の年齢はHR群に比し高かった(p<0.05)。hHG総投与量・投与期間は、HR群の方がNR・LR群より少ない傾向であったが有意差はなかった。

　HR群・LR群の個々の症例について、hMG投与に対する血清I-FSHの推移を検討した。HR群は、10例全例でhMG連続投与中に血清I-FSHは上昇した。しかし、LR群ではI-FSHの推移に2つのパターンが存在し、8例中6例がhMG連続投与に反応して血清I-FSHが上昇し、2例は血清I-FSHの上昇が悪かった。

　次に、HR群とLR群における血清E₂と血清B-FSH,I-FSHの推移を比較した。hMG投与開始直前には、HR群とLR群の血清E₂,B-FSH,I-FSH濃度に差を認めなかった。血清E₂濃度はday+1すなわちhCG投与翌日を頂値として徐々に下降した。HR群の血清E₂濃度はすべての時点においてLR群より高値を推移した(p<0.01)。血清B-FSH濃度は、hMG連続投与にしたがってHR群では徐々に上昇し、LR群ではほとんど上昇しなかった。hMG投与中のday-2,hMG投与終了翌日かつhCG投与直前のday 0において、HR群の血清B-FSH濃度がLR群より有意に高かった(day -2;p<0.05,day 0;p<0.01)。hCG投与翌日(day +1)を頂値としてB-FSHは徐々に下降した。hCG投与後においても、day +1,+7でHR群がLR群よりも高かった(day +1;p<0.05,day +7;p<0.01)。一方、血清I-FSH濃度は、hMG連続投与中は徐々に上昇したが、hMG投与が終わると徐々に下降し、すべての時期においてHR群・LR群の間で差を認めなかった。

　血清E₂と血清B-FSH,I-FSHの関連性を検討すると、day 0における血清E₂とB-FSHの間には、正の相関が認められた(r＝0.615,p<0.01,n＝21)。これに対し、同じくday 0における血清E₂とI-FSHの間には相関関係がみいだされなかった(r＝-0.098,N.S.,n＝21)。個々の症例について血清E₂とB-FSHの経時的な変化を調べると、多くの症例でB-FSHはE₂に先行して変化した。

　HR群とLR群のB-FSHの差の原因を知るために、FSHのアイソフォームを検討した。HR群・LR群の各々5人の女性のhCG投与前の血清をプールしたもの、hMG製剤(Metrodin)(75IU)、正常女性の排卵前期血清についてクロマトフォーカシングによりFSHのアイソフォームを分離した。HR群、LR群におけるFSHの主なコンポーネントの等電点は、それぞれ3.82、3.75であった。これらHR群・LR群のアイソフォーム分布パターンは、Metrodinの分布パターンに類似していた。これに対し、排卵前期における正常女牲の血清FSHは、より高い等電点(4.63)を有していた。さらにHR群・LR群のFSHのアイソフォーム分布をpH range別に検討してみると、HR群のFSHアイソフォームは、LR群のものよりやや非酸性側に多く存在していた。すなわち、HR群ではpH3.8-4.0に最も多く分布していたのに対し、LR群ではPH3.6-3.8に最も多く存在し、アイソフォームの存在様式に差があった。

　最後に、妊娠群と非妊娠群における血清E₂と血清B-FSH,I-FSHの推移を比較した。IVF-ETの結果、HR群の6名、NR群の1名、LR群の2名が妊娠した。各群の妊娠率は各々60%,33%,25%であったが、妊娠率に差はみいだされなかった。血清E₂濃度は、hMG投与中は、妊娠群でやや高値を示したが、非妊娠群との差は有意ではなかった。血清B-FSH・I-FSH濃度も、hMG投与中は、妊娠群と非妊娠群の間で差は認められなかった。しかしday +14において非妊娠群では血清E₂・B-FSHは低下したが、妊娠群では上昇し両群間で差が存在した(p<0.05)。血清I-FSH濃度day +14には、妊娠群で非妊娠群よりも低かった(p<0.05)。

　以上、IVF-ETの目的で排卵誘発療法中の女性を対象に、血清I-FSH、B-FSHについて検討した成績から以下の結論を得た。

　(1)hMG連続投与に対して低いE₂応答反応を示した患者(LR群)の中に血清I-FSHが上昇しない例がみられ、hHGの吸収・代謝に個人差があることが判明した。すなわち、臨床的に同量のhMGを投与してもI-FSHが上昇しない例があるので、そのような例では投与中にI-FSHを測ることが重要となる。

　(2)hMG連続投与に対して高いE₂応答反応を示した患者(HR群)では、hMG投与中の血清B-FSH濃度が高かった。かつ血清B-FSHとE₂の間には正の相関が認められた。これに対し、血清I-FSHはE₂応答反応と関連を示さず、相関を認めなかった。このことより、hMG投与に対するE₂応答反応の高低は、B-FSHと関連することが明らかになった。

　(3)HR群で血清B-FSH濃度が高かった原因は、HR群のFSHアイソフォーム分布が、LR群より非酸性側に多かったためであった。血中にとりこまれたFSHは、様々な酵素系の修飾をうけ、標的器官に到達するまでの間に、アイソフォームの分布が変わり、最終的な生物活性が決まると考えられた。

　(4)血清B-FSHとE₂が高値を示した症例の方が、IVF-ETにおける妊娠率が高いものと考えられた。ただし、この結論を確立するためには、より多くの症例についての検討が必要である。

　今後、IVF-ETの成功率をさらに高めるためには、B-FSHを考慮に入れた有効な排卵誘発療法がぜひ必要と考えられる。

　本研究は、体外受精・胚移植(IVF-ET)における排卵誘発療法中の女性を対象に、卵胞発育における血中FSH生物活性の意義について検討したものである。すなわち、対象の血清FSHの免疫活性(I-FSH)・生物活性(B-FSH)を測定するとともに、FSHアイソフォームを検討し、1)卵胞発育の指標であるE₂応答反応の高低が、B-FSHと関連するか、2)B-FSHが、IVF-ETによる妊娠を予測する指標になるかという2つの点につき検討している。B-FSHは、幼若ラット睾丸Sertoli細胞のアロマターゼ活性を指標とするin vitro生物活性測定法を用いて測定した。FSHのアイソフォームは、クロマトフォーカシングによる分離法を用いて測定した。この結果、下記の結論を得た。

　1.hMG連続投与に対して低いE₂応答反応を示した患者(LR群)の中に血清I-FSHが上昇しない例がみられ、hMGの吸収・代謝に個人差があることが判明した。すなわち、臨床的に同量のhMGを投与してもI-FSHが上昇しない例があるので、そのような例では投与中にI-FSHを測ることが重要となる。

　2.hMG連続投与に対して高いE₂応答反応を示した患者(HR群)では、hMG投与中の血清B-FSH濃度が高かった。さらに血清B-FSHとE₂の間には正の相関が認められた。これに対し、血清I-FSHはE₂応答反応と関連を示さず、相関を認めなかった。このことより、hMG投与に対するE₂応答反応の高低は、B-FSHと関連することが明らかになった。

　3.HR群で血清B-FSH濃度が高かった原因は、HR群のFSHアイソフォーム分布が、LR群より非酸性側に多かったためであった。血中にとりこまれたFSHは、様々な酵素系の修飾をうけ、標的器官に到達するまでの間に、アイソフォームの分布が変わり、最終的な生物活性が決まると考えられた。

　4.血清B-FSHとE₂が高値を示した症例の方が、IVF-ETにおける妊娠率が高いものと考えられた。ただし、この結論を確立するためには、より多くの症例についての検討が必要である。

　以上、本研究はIVF-ETにおける排卵誘発療法中の女性の血中FSHの生物活性が、卵胞発育に重要な意義をもっていることを明らかにしている。本研究はIVF-ETの成功率向上のための有効な排卵誘発法を考える上で、FSHの生物活性の測定が1つの指標になり得ることを示しており、臨床的に重要な貢献をなすと考えられ、学位の授与に値するものと考えられる。