采访了研究生院生物圏科学学科  生物资源科学专业  陆域动物生产学教研室　岛田昌之（Shimada Masayuki）副教授

（2010.7.2 社会合作与信息政策办公室  宣传小组）

岛田昌之副教授与大分县农林水产研究指导中心的联合研究小组开发了使用猪的冷冻精液进行的人工授精法，6月24日在新闻发布会上公布了这项研究成果。大分县将于今年秋天开始发放冷冻精液。

据说国内牛的配种几乎都是采用冷冻精液进行人工授精的。猪是3成采用新鲜精液进行人工授精，剩下的7成是自然交配。
但是，以前使用“冷冻精液”进行配种效果不稳定，因此没有采用这种人工授精的方法。

◇国内生猪生产量（冷冻精液的市场规模）

配种效果不稳定。大分县农林水产研究指导中心也碰到了这个问题。“为什么有的猪行而有的猪不行？这么说，是不是同一头猪，有时行而有时不行呢？为什么会这样呢？”该中心的冈崎哲司研究员带着这个问题去咨询大学学长岛田副教授，这项研究就此开始了。

岛田副教授的专业是分子生物学与内分泌（激素）学。研究对象是人与动物的卵巢和卵子，特别是据说最近他在研究人的不孕症问题。“为什么不行？我要从分子生物学和内分泌学的角度找出原因”。岛田副教授他们不断进行研究。
并且解决好几个问题，花了5年时间，找到了稳定的配种方法。

但是，如果人工授精能用“冷冻精液”，那有什么好处呢？

由于冷冻精液在液氮（－196℃）中半永久保存，即使在口蹄疫等传染病蔓延的时候，也能保存珍贵的纯种基因和品牌猪的基因。另外，精液保管在液氮罐中，所以不需要饲养公猪。还有只要解冻精液马上就能使用，所以在母猪发情时随时可以授精。因此，可以低成本，有计划地生产，这样就能降低养猪场的经营成本。

就是说，如果冷冻精液授精的方法能实用化，在全国推广，就能使日本的养猪业成为高效稳定的生产系统。岛田副教授把它叫做“下一代生猪生产系统”。

保管冷冻精液的液氮罐（照片：大分县提供）

下面介绍岛田副教授他们开发出的方法。

（1）采取公猪精液
（2）将精子与精液分离・・・分为“精子”和“精浆”（液体部分）
（3）冷冻保存（2）分离的精子
（4）人工合成（2）分离的精浆
（5）解冻（3）的精子，与（4）混合，进行人工授精

利用冷冻精液时，需要先把精液冷冻，再解冻恢复到常温。为了要能忍受住这温度的变化，精子必须是很健康的。

但是，采取到的精液不做任何处理，就这么放着，精子就会失去活力而死亡。是什么使精子失去活力的？岛田副教授找到了原因。
其实精液的液体部分的“精浆”中含有的不良因子是精子失去活力的原因。为了不让“精浆”起到坏作用，必须立刻（15分钟之内）将“精浆”从采取的精液中去掉。还要加入中和不良因子毒性的物质，这一点很关键。

就这样，岛田副教授将采取的精液，用离心机将“精子”和“精浆”分离，并冷冻精子，这样就能保存健康的精子。

但是，这样做还是有问题。即使能在健康的状态下冷冻保存，但在解冻时还是会影响精子的活力。其实，因解冻时温度上升，精子细胞膜的性质就会变化，需要大量的钙。岛田副教授发现了这个事实，成功地使用钙吸附剂，阻止了这个现象。

就这样开发了冷冻健康精子，解冻时也不降低精子活力的技术。

岛田副教授他们又碰到了难题。尽管以健康的状态冷冻保存和解冻了精子，人工授精后卵子也受精了，但是猪却不能怀孕。为什么不能怀孕？岛田副教授找到了原因。

其实，冷冻保存之前从精液分离的精浆是受精卵达到子宫，制作胎盘，完成怀孕必不可少的。这个精浆还有抑制子宫中白血球增加的作用。受精卵着床时，在母胎中，将会发生对受精卵这个“异物”的攻击。抑制攻击，顺利着床是精浆的作用。

那么，是精浆中的什么物质使受精卵顺利着床的呢？发现这个秘密的岛田副教授说，“其实是偶然的结果使它着床的”，并作了如下说明。

教授说，“受精卵是异物，就会使人想到这是『与在子宮中移植器官是一样的』的想法。我查了『器官移植时，为了抑制排异反应使用的什么免疫抑制剂？』。我发现用的是我以前在其他研究中，测量精浆中浓度使用的『皮质醇』”。

将精浆从精液分离时，将这个“皮质醇”也一起去掉了，所以当然不能顺利着床了。开发加入被去掉的“皮质醇”的“人工精浆”，将它与精子混合，使受精卵着床，一胎可以生10几头小猪，与自然交配差不多。

岛田副教授他们打算成立向养猪场提供制造的冷冻精液的风险企业。
这是将从养猪场得到的精液冷冻后再还给养猪场的业务。

岛田副教授说，“但是这个业务也有问题。因为采取的精液必须在15分钟之内将精子和精浆分离。但是，养猪场做不到这一点。必须将精液送到能够分离精液的单位，在这期间精子就将失去活力。现在在想能克服这个困难的方法”。在公布研究成果后，逐步开展实用化的准备工作。

岛田副教授每天这么教导学生。“到底自己适合做什么工作？不全力以赴投入工作是不知道的。希望你们在学生时期能全身心地投入，哪怕是做一件事也好”。“这次的研究成果就是这样。正是因为有共同研究员，也是我的学弟冈崎废寝忘食地工作才获得了这个成果。这项成果是他努力工作的结晶”。

岛田副教授自己也是这么身体力行的。本来教授是“只相信自己亲眼看到的。什么事都要自己“确信””。据说教授在大学3年级的时候，迷上分子生物学，也促使他养成了要“追求细胞世界的疑问”的习惯。“与其说对“动物”感兴趣，倒不如说对“细胞”感兴趣。因为动物是因细胞的作用才活着的”。

“全力以赴地搞自己感兴趣的研究”

这次的研究成果也是因为不是着眼于猪本身，而是着眼于“细胞”才获得的。“猪本身会受身体情况和环境的影响，但是猪是细胞构成的，所以研究细胞获得的成果可以应用于所有的猪”。

“人工”授精成功的秘诀也许是回到“自然”的原理的结果。

示意图：生物圈科学学科  隐善同学

岛田老师非常重视“为什么”。对笔者的问题，教授通俗易懂，认真地给于解答。在2小时的采访中，我不由得几次发出了惊叹声。
看到口蹄疫等新闻，笔者现在才感到日本的“食品”面临着危机。通过采访，笔者感受到了日本的餐桌是由教授那样的研究人员支撑的。(M)