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栄養状態が生殖に及ぼす影響の生体内神経・内分泌機構の解明

Research Project

Project/Area Number 14J08559
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Animal physiology/Animal behavior
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

長谷部 政治  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords生殖 / 栄養状態 / GnRH / グルコース / 電気生理学 / 絶食 / LH / FSH / キスペプチン / 神経・内分泌
Outline of Annual Research Achievements

生殖は生体内の栄養状態と非常に強い関係性があることが知られているが、その関係性は生物種や雌雄によって多様化している。この生物種・雌雄毎に異なる栄養状態に応じた生殖制御の中枢機構については不明瞭な点が多い。
昨年度までの非哺乳類モデル動物メダカを用いた研究により、絶食による低血糖(グルコース)により、雌特異的に生殖制御に必須な役割を持つ視床下部GnRH1ニューロンの神経活動が抑制され、メスメダカのみに見られた絶食時の生殖抑制に寄与していることが示唆された。本年度は、この雌特異的なグルコースレベルに応じたGnRH1ニューロンの神経活動制御の細胞内メカニズムについて引き続き解析を行った。
グルコースレベルによって変化する細胞内ATP/AMPレベルに応じて神経活動制御を行うことが知られていたATP感受性カリウム(KATP)チャネルとAMP活性化プロテインキナーゼ(AMPK)の活性化剤を投与したところ、メスのGnRH1ニューロンの神経活動は低グルコース同様に抑制されたが、オスのGnRH1ニューロンの神経活動には顕著な影響は見られなかった。最後に、KATPチャネルとAMPKの雌特異的なグルコース感受性への関与を、各阻害剤を用いて解析した。各阻害剤の単独投与下では低グルコースによるメスのGnRH1ニューロンの神経活動抑制はブロックできなかった。一方、阻害剤共投与下において低グルコースによる神経活動抑制がブロックされた。
本年度の解析結果より、雌特異的なGnRH1ニューロンのグルコース応答には、KATPチャネルとAMPKの両経路が寄与していることが示唆された。
本年度までの解析により、雌雄で異なる栄養状態に応じた生殖機能制御の神経・内分泌メカニズムの一端として、視床下部GnRH1ニューロンにおけるグルコース感受性の雌雄差とその神経メカニズムを発見し、一定の成果が得られたと考えられる。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2016 2015 2014 Other

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Female specific glucose-sensitivity of GnRH1 neurons leads to sexually dimorphic inhibition of reproduction in medaka.2016

    • Author(s)
      Hasebe, M., Kanda, S., and Oka, Y.
    • Journal Title

      Endocrinology

      Volume: 157 Issue: 11 Pages: 4318-4329

    • DOI

      10.1210/en.2016-1352

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Kiss1 neurons drastically change their firing activity in accordance with the reproductive state: insights from a seasonal breeder.2014

    • Author(s)
      Hasebe M, Kanda S, Shimada H, Akazome Y, Abe H, Oka Y.
    • Journal Title

      Endocrinology

      Volume: 155 Issue: 12 Pages: 4868-4880

    • DOI

      10.1210/en.2014-1472

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] FEMALE SPECIFIC GLUCOSE-SENSING OF GNRH NEURONS MAY CAUSE THE SEXUALLY DIMORPHIC REPRODUCTIVE REGULATION IN MALNUTRITIONAL STATES.2016

    • Author(s)
      Hasebe M, Kanda S, Oka Y.
    • Organizer
      The 8th Congress of the Asia and Oceania Society for Comparative Endocrinology (AOSCE)
    • Place of Presentation
      Korea University College of Medicine (Seoul, Korea)
    • Year and Date
      2016-06-20
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Glucose-sensitivity of GnRH1 neurons cause downregulation of GnRH1 neuronal activity by fasting, leading to the inhibition of the HPG axis.2015

    • Author(s)
      Hasebe M, Kanda S, Oka Y.
    • Organizer
      Neuroscience 2015
    • Place of Presentation
      Chicago (United States of America)
    • Year and Date
      2015-10-17
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 絶食がHPG軸による生殖中枢制御に及ぼす影響の神経生物学的解析.2015

    • Author(s)
      長谷部 政治, 神田 真司, 岡 良隆.
    • Organizer
      日本動物学会 第86回大会
    • Place of Presentation
      新潟コンベンションセンター朱鷺メッセ(新潟)
    • Year and Date
      2015-09-17
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Electrophysiological analyses of sex steroid-sensitive Kiss1 neurons in a seasonal breeder, medaka.2014

    • Author(s)
      Hasebe M, Kanda S, Shimada H, Akazome Y, Oka Y.
    • Organizer
      Neuroscience 2014 (Society for Neuroscience annual meeting)
    • Place of Presentation
      Washington DC, USA
    • Year and Date
      2014-11-15 – 2014-11-19
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 栄養欠乏時にメスだけで生殖をストップさせる脳内メカニズム(プレスリリース 2016/09/13)

    • URL

      https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2016/5004/

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] 繁殖状態のセンサーとしてはたらく脳内ニューロンを発見 (プレスリリース 2014/12/01)

    • URL

      https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/1292/

    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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