図24.3. ヒト精巣組織の組織像。 正常な精子形成とクラインフェルター患者に典型的に観察されるSCO症候群の比較。

（A、C、E）完全な精子形成を示す正常ヒト精巣組織学の代表的顕微鏡写真。 (B、D、F）SCO症候群のKS患者の精巣組織像の代表的な顕微鏡写真。 (AとB）尿細管断面の概要：対照組織では間質領域と尿細管領域の正常な分布を示すが、SCOの状況では生殖細胞の完全な喪失とヒアリン化した尿細管壁を示している。 精細管はセルトリ細胞のみを含む。 (CとD) 精細管上皮の詳細。 コントロールでは、成熟精子までのすべての生殖細胞ステージが存在する。 典型的なKS成人男性では、すべての生殖細胞が欠落している。 セルトリ細胞は空胞化の始まりを示す。 (EおよびF)間質の詳細。 対照精巣では、ライディッヒ細胞は通常、尿細管壁の間の間質に配列している。 一方、KS患者の組織では、ライディッヒ細胞の数が増加し、典型的な過形成が見られる。 棒グラフは20μmを示す。 記号 X：セルトリ細胞、*：分化している生殖細胞、#：ライディッヒ細胞。 染色。

セルトリ細胞は精細管に位置し、栄養補給と内分泌シグナルの仲介により精子形成の分化を支える（Wistubaら、2007）。 そのため、これらの必須細胞に何らかの変化が生じると、精巣機能に重大な影響を及ぼす。 KSではセルトリ細胞の早期アポトーシスが確認されており、セルトリ細胞と生殖細胞の間のサポートおよびコミュニケーションの喪失が、本症候群で見られる生殖細胞の減少に関係しているのではないかという提案がなされている（Aksglaede et al, 2006; Wistuba et al.、2010）。 セルトリ細胞は、アンドロゲン受容体（AR）を発現し、アンドロゲン結合タンパク質とインヒビンを産生します。 したがって、この細胞に何らかの障害が生じると、間質中のITTの量に影響を与え、その結果、視床下部-下垂体性腺軸に沿った内分泌フィードバックに影響を与える可能性がある。 セルトリ細胞の存在、発達、機能の変化については、実験モデルから得られる最初の系統的な知見が得られるまで、経験的に確固とした証拠は得られなかった。 最初の研究結果（Lueら、2005年）は、成体XY対照マウスのセルトリ細胞にARが発現しているが、XXYマウスにはないことを示したので、特に興味深く、重要なものであった。 これは、産後20日目までは両者とも同様のパターンを示していたにもかかわらず、XXYマウスでは思春期頃にARの発現が消失することを示しており、これらの動物では、セルトリ細胞の成熟が変化し、生殖細胞の異常発生に影響するか影響を受ける可能性が示唆されたのである。 この考え方は、41,XXY*モデルの精巣を組織学的に評価したところ、セルトリ細胞の数が対照群と比べて減少していたことから、ある程度信憑性があると考えられます。 セルトリ細胞の生殖細胞との相互作用、セルトリ細胞のアポトーシス、成熟、分化の基礎を理解するためには、より詳細な評価が必要であり、相当量の材料と広範囲な期間にわたる増殖、分化、成熟の記録を必要とする研究である。 これらの研究は、ヒトで行うことは不可能です。 KS で観察される精巣の変性の間、セルトリ細胞も時間とともに変性することが報告されており (Aksglaede and Juul, 2013; Aksglaede et al., 2006)、この観察は、出生後の発達中にセルトリ細胞の数が変化することを示す私たちのマウスモデルのデータと一致している (Werler et al., 2014)。 以上のことから、セルトリ細胞の生理機能の変化については、出生前の発達段階においてすでにこの体細胞タイプについてより詳細な解析が必要である。 生殖細胞の増殖と分化は、特に染色体異常の結果に影響される。 したがって、染色体異常によって、生殖細胞系に特異的に生じる主要なチェックポイントやその結果として生じるプロセス、すなわち、始原細胞や精原細胞（SSC）系の発生が変化する可能性がある。 前述のように、in vitroの研究では、胚性生殖腺から単離した異数性未分化生殖細胞は死亡し、ランダムに核型を修正したものだけが培養で生存することが示されている（Huntら、1998；Mrozら、1999）。 したがって、異常な核型を持つSSCは、子宮内の段階で、遅くとも周産期には既定の経路に入ったはずである。 胚性器から単離された後、核型が修正された生殖細胞のみがin vitroで生き残り、異常な生殖細胞は時間の経過とともに死滅した場合、なぜin vivoでは、最近示されたように生殖細胞の損失が出生後に進行するのかという問題が生じる（Werler et al.、2014年）。 周産期の精巣に少数の異常生殖細胞が残っていたとしても、出生時点に存在するそれらのうち一定の割合は正しい核型を持ち、精原細胞の集団は増殖しないまでも少なくとも安定的に維持されるはずである。 この部分的に矛盾する観察から、ランダムな推進力による修正によって、減少した始原生殖細胞（PGC; Mroz et al., 1999; Sciurano et al., 2009）の集団とそれに続く生殖細胞の生後期への生存が説明できるという最も妥当な仮説を受け入れると、これらの生存者の一部は出生前にすでに幹細胞の特性を失っているかもしれない。 明らかに、これらの細胞は思春期前後の分化の過程で失われるが、ごく少数が時折生き残り、関連するすべてのマーカーを正しく発現し、精子形成の病巣を駆動することができるのである。

KS患者によく見られる高ゴナドトロピン性性腺機能低下症を引き起こすHPG軸の障害と、精巣生検におけるライディッヒ細胞の数の増加が示唆されたことから、ライディッヒ細胞の機能や成熟が性染色体の不均衡に影響されているのではないかという仮説が生まれました。 ライディッヒ細胞は、健康な男性の表現型の発達に不可欠であり、正常な精子形成の継続と完了に不可欠なテストステロンの源となるステロイド生成細胞です。

KSの他の側面と同様に、詳細な調査のための制限要因は、精巣組織へのアクセスが限られていることです。 41,XXY*の雄マウスが入手可能になったことで、X染色体過剰の雄のライディッヒ細胞に関する研究が可能になったのである。 このモデルを用いて、我々はライディッヒ細胞過形成の存在を実体顕微鏡で確認し、またITTレベルがコントロールマウスと同程度であることを見出した（Wistuba et al.、2010）。 これは、KS患者と41,XXY*マウスで同様に見られる低い血清Tレベル（Lanfrancoら、2004；SmythとBremner、1998；Wistuba、2010）を考慮すると驚くべきことであった。 循環血中T濃度が低いことに関連して、KSモデルのライディッヒ細胞を精巣環境から取り出し、試験管内で培養して細胞数を正規化すると、その機能は確かに変化したことが分かった。 しかし、最初に考えられていたような機能低下ではなく、過活性化だったのです。 マーカー遺伝子であるTsp2（トロンボスポンジン2：胎児由来の母細胞性タンパク質で、幼若ライディッヒ細胞に優位に発現する）、Rlf（リラクシン様因子：成熟ライディッヒ細胞のマーカー）、Est（エストロゲン硫酸転移酵素：成熟ライディッヒ細胞のマーカー）のmRNA発現プロファイルを調べると、Tsp2、Rlf、Estの3つの遺伝子は、それぞれ3〜4週間後に発現が停止することがわかった。 成熟ライディッヒ細胞のマーカー）、LHR（LH受容体：ライディッヒ細胞刺激実験との相関を調査、後述）を測定したところ、分離したXXY*ライディッヒ細胞は、対照と比較して成熟したmRNA発現プロファイルと有意に高い転写活性を示した(Wistuba et al., 2010; O’Shaughnessyら、2002)。 遺伝子発現解析の結果、XXY*ライディッヒ細胞特異的遺伝子の発現が全体的に増加し、Estは野生型ライディッヒ細胞より約20倍、Rlfは8倍、Tsp2は5倍、LHRは3倍高く発現していることがわかった。 XXY*ライディッヒ細胞をin vitroで刺激すると、成熟したLHレセプターが発現し、human Chorionic Gonadotropin（hCG、LHの代用品）刺激に対して対照細胞よりさらに強く反応することが示された。 さらに、XXY*ライディッヒ細胞のステロイド生成活性は高く、hCGに反応して細胞あたり多くのTが生成された。

これらの興味深い結果は、高ゴナドトロピン性性性腺機能低下症の起源に関する新しい概念を導くだけでなく、KSマウスモデルの有効性を証明し、KS患者の理解に直接役立つ結果をもたらすものでした。 このマウスモデルの結果は、ライディッヒ細胞の機能自体が損なわれていないことを示しており、精巣環境における他の要因が、KS患者に見られるアンドロゲン内分泌の障害に関与していることを示唆している。 特に、ITT値がコントロールと異ならないことを患者でも確認できたように（Tüttelmann et al.） 本疾患に関連する精巣構造の変化が、循環系への内分泌物質の輸送を妨げている可能性があり、この提案は、KS患者が血管径も減少させているという知見によって支持されている（Foresta et al.） このことを踏まえ、我々は、精巣血流へのT放出の欠如について、「血管」による説明の可能性を見出すことに着手した。 しかし、患者の精巣生検では、出血を防ぐために太い血管を避けるという解剖技術に起因するバイアスのために、血管の確実な解析は不可能である。 そこで、41,XXY*および40,XY*の成体マウスの精巣全切片を用いて、血管の構造を評価することにした。 その結果、XXY*マウスの精巣が小さいことを補正した血管/精巣表面比は、XY*マウスの対照と比較して、これらのマウスでは有意に低いことがわかった。 結論として、KSの男性では精巣のT産生は損なわれていないようである。 マウスモデルのデータから、血管供給の減少が血流へのTの放出の低下に関与している可能性が推測される

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