アワビの生理活性ペプチドを指標とした成長、環境適応と性成熟の高感度診断法の開発

• Project/Area Number: 22K05786
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 40030:Aquatic bioproduction science-related
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: 森山 俊介 北里大学, 海洋生命科学部, 教授 (50222352)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: エゾアワビ / ニューロペプチドY / 生殖腺刺激ホルモン放出ペプチド / 脳神経節 / ヘモリンパ液 / 塩酸アセトン抽出 / 雌雄 / 成長 / アワビ / 生理活性ペプチド / 高感度診断法

Outline of Research at the Start

研究は、エゾアワビ脳神経節で産生される有用な生理活性ペプチドの免疫測定系を確立し、それらペプチドのヘモリンパ液中の消長に基づいて、本種の成長、環境適応及び性成熟を高感度かつ正確に評価できる診断法を開発する。①ヘモリンパ液に存在する脳神経節由来の生理活性ペプチド群の特定を行う。②成長速度や栄養状態、ストレス応答や成熟度の異なる個体のヘモリンパ液中の生理活性ペプチド濃度を測定する免疫測定系を確立する。③ヘモリンパ液中生理活性ペプチド群の消長を指標としてアワビの成長、環境適応や性成熟を正確に評価できる高感度診断法を開発し、健康で大型のアワビを効率良く育成するためのアワビ養殖への実用化を図る。

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、エゾアワビの脳神経節で産生される有用な生理活性ペプチドの免疫測定系を確立し、それらペプチドのヘモリンパ液中の消長に基づいて、本種の成長、環境適応及び性成熟を高感度かつ正確に評価できる診断法を開発することを目的としている。本年度は、脳神経節およびヘモリンパ液に存在する生理活性ペプチド群の網羅解析を質量分析系により分析し、脳神経節からタキキニン、ニューロペプチドY（NPY）、セレブリン、生殖腺刺激ホルモン放出ペプチド（GnRH）およびインスリン関連ペプチドなど16種類のペプチドを検出した。一方、ヘモリンパ液からはNPY、GnRHおよびインスリン関連ペプチドなど11種類のペプチドを検出した。得られた結果に基づいて、脳神経節およびヘモリンパ液を1N塩酸/アセトン抽出、次いで、抽出残渣を80%アセトン抽出し、得られた抽出物を高性能液体クロマトグラフィーで分画し、NPYおよびGnRHの検出法について検討した。その結果、脳神経節の1N塩酸/ アセトン抽出物から合成GnRHの溶出位置と一致し、タコのGnRH抗体に反応するペプチドが、また、80%アセトン抽出物から合成NPYの溶出位置と一致し、アワビNPY抗体と反応するペプチドが検出された。一方、ヘモリンパ液の1N塩酸/アセトン抽出物から合成NPYの溶出位置と一致し、アワビNPY抗体と反応するペプチドが、また、合成GnRHの溶出位置と一致し、タコのGnRH抗体に反応するペプチドが検出された。これらのペプチドは、成長の良いオスとメスから検出されたが、成長の悪い個体からは検出されなかった。一方、食欲調節に関与すると予想されるセレブリン、また、血圧調節に関与するよ予想されるカルディオアクティブペプチドの抽出法および高性能液体クロマトグラフィーによる検出法について検討した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究は、エゾアワビ脳神経節で産生される有用な生理活性ペプチドの免疫測定系を確立し、それらペプチドのヘモリンパ液中の消長に基づいて、本種の成長、環境適応及び性成熟を高感度かつ正確に評価できる診断法を開発することを目的としている。本年度は、脳神経節およびヘモリンパ液から質量分析系により10種類以上の生理活性ペプチド群を検出し、そのうち食欲調節に関与すると予想されるNPY、また、性成熟に関与すると予想されるGnRHの抽出法、また、高性能液体クロマトグラフィーとNPYとGnRH抗体に対する免疫陽性反応を指標とすることにより、これらペプチドを検出することができることを明らかにした。また、オスとメス、また、成長速度の異なるアワビの脳神経節およびヘモリンパ液の抽出液に存在するNPYとGnRHの含有量を比較し、雌雄差は認められないものの成長速度の違いにおいて含有量に違いがあることを示唆する結果が得られるまでに至った。一方、食欲調節に関与すると予想されるセレブリン、また、血圧調節に関与するよ予想されるカルディオアクティブペプチドの抽出法および高性能液体クロマトグラフィーによる検出法についても検討し、これらペプチド抗体に対する免疫陽性反応を指標として検出法の検討を行なっている。このように、アワビの成長、性成熟や代謝などに関与すると予想されるペプチド群の抽出法と検出法について、一定の成果が得られるまで進展した。

Strategy for Future Research Activity

令和４年度に得られた研究成果に基づいて、ヘモリンパ液の抽出物を調製し、その分画物から脳神経節由来の生理活性ペプチドの高性能液体クロマトグラフィー、合成ペプチドおよび特異抗体を組み合わせた検出法を開発する。さらに、得られた結果に基づいて、免疫測定系を開発する。これらの測定計を用いて、アワビの成長速度、栄養状態や ストレス、また、成熟度の異なるアワビのヘモリンパ液中の生理活性ペプチド群の消長との関連性を調べ、本種の成長や健康状態、また、成熟度を評価できる高感度診断法を開発して養殖現場に応用するための技術開発に資する知見の集積を図る。