マウスの不揮発性フェロモン物質の構造決定と受容体の同定

• Project/Area Number: 16688005
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Bioproduction chemistry/Bioorganic chemistry
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 東原 和成 The University of Tokyo, 大学院・新領域創成科学研究科, 准教授 (00280925)
• Project Period (FY): 2004 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥20,410,000 (Direct Cost: ¥15,700,000、Indirect Cost: ¥4,710,000); Fiscal Year 2006: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000); Fiscal Year 2005: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000); Fiscal Year 2004: ¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000)
• Keywords: フェロモン / マウス / 鋤鼻器官 / 受容体 / 遺伝子発現誘導 / 構造決定

Research Abstract

哺乳類のなかでもネズミやマウスなど齧歯類では、フェロモン物質が、性差や異種の識別、異性生殖機能の状態の識別、性周期・成熟度・性行動のタイミング、攻撃行動などを制御していることが知られている。前年度までに、外分泌腺由来のペプチドが鋤鼻器官を刺激することを見出した。本年度は、メスマウスをそれらのペプチドに曝すと、Gタンパク質Gαoとフェロモン受容体候補遺伝子V2Rを発現する基底層側の鋤鼻上皮の鋤鼻神経においてc-Fos発現誘導が見られることを見出した。また、嗅細胞と同様に、個々の鋤鼻神経には、約61種類あるV2Rのうちひとつだけが発現している。つまり、ペプチドがV2Rによって認識されているとすれば、c-Fos発現細胞には、ある特定のV2Rが発現していることが予想される。そこで、c-Fosの免疫染色とV2Rのin situ hybridizationとのダブル染色をすることにより、c-Fos発現細胞に発現しているV2Rの同定を試みた。まず、ゲノムデータベースから全長V2Rをコードしていると予測される44個のV2Rを抽出し、相同性にもとづいて、20個のPCRプライマーセットをデザインした。鋤鼻上皮由来のRNAサンプルを用いて、20ペアのRT-PCRを行ったところ、12ペアにおいて遺伝子の増幅がみられた。そこで、この12個のV2RタイプのcRNAをプローブとして用いて、c-Fosとの二重染色を行ったところ、一種類のV2R(V2Rpと命名)と完全に重なった。V2Rpプローブは、ゲノム上の相同性の高い6種類のV2Rを認識していると考えられるため、それぞれを特異的に区別するプローブを再設計し、二重染色を行ったところ、ひとつのV2R(V2Rp5と命名)と完全に重なった。すなわち、ペプチドによって刺激されてc-Fosの発現誘導が引き起こされる鋤鼻神経には、V2Rp5のみが発現していることから、V2Rp5が標的の受容体と考えられる。次に、V2Rp5の全長cDNAの決定を行ったところ、6個のexonと5個のintronからなる全長約17kbであることがわかり、さらに、alternative splicingがおきて5種類のmRNAができていることがわかった。

Research Products

• [Journal Article] Molecular characterization of vomeronasal sensory neurons responding to a male specific peptide in tear fluid: sexual communication in mice (2007)
  • Author(s): Haga, S., Kimoto, H., and Touhara, K.
  • Journal Title: Pure Appl. Chem. 79 Pages: 775-783
• [Journal Article] マウス鋤鼻系に作用する新規フェロモン分子ESP1とその受容体 (2006)
  • Author(s): はが紗智子、東原和成
  • Journal Title: 脳21 9 Pages: 147-151
• [Journal Article] 雄マウスの涙腺から分泌されるペプチド性フェロモン (2006)
  • Author(s): 東原和成
  • Journal Title: 化学と生物 44 Pages: 218-219
• [Journal Article] Discovery of a male-specific peptide detected by the mouse vomeronasal organ (2006)
  • Author(s): Kimoto, H., Touhara, K.
  • Journal Title: Journal of Aroma Science and Technology 8(In press)
• [Journal Article] A male-specific peptide from the lacrimal gland in mice (2005)
  • Author(s): Kimoto, H., Touhara, K.
  • Journal Title: Experimental Medicine 23 Pages: 2935-2937
• [Journal Article] Induction of c-fos expression in mouse vomeronasal neurons by sex-specific non-volatile pheromone(s) (2005)
  • Author(s): Kimoto, H., Touhara, K.
  • Journal Title: Chemical Senses 30