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マウス嗅覚系におけるCO2センサーの新規動作機構の解明

Publicly Offered Research

Project AreaMolecular interaction and modal shift of cellular sensors
Project/Area Number 21026025
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionNara Medical University

Principal Investigator

坪井 昭夫  奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (20163868)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉原 誠一  奈良県立医科大学, 医学部, 助教 (90360669)
高橋 弘雄  奈良県立医科大学, 医学部, 助教 (20390685)
Project Period (FY) 2009 – 2010
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥6,000,000 (Direct Cost: ¥6,000,000)
Fiscal Year 2010: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2009: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
KeywordsCO_2 / 嗅細胞 / 炭酸脱水酵素 / グアニル酸シクラーゼ / Car2 / カルシウムイメージング / センサー / Acetazolamide / CO2 / 嗅覚系 / Pax6 / レンチウイルス / ノックインマウス / シングルセルマイクロアレイ
Research Abstract

マウス嗅上皮の腹側部には、嗅覚受容体の代わりに、炭酸脱水酵素Car2をセンサーとして発現する特殊な嗅細胞サブタイプ(Car2細胞と略称)が存在し、大気中のCO2を感知している。通常の嗅細胞が、匂い情報をcAMPシグナルへと変換するのに対して、Car2細胞では、Car2により生成された重炭酸イオンが受容体型グアニル酸シクラーゼGC-DのcGMP経路を活性化する。また、GC-D自身が尿に含まれるペプチド(guanylin,uroguanylin)のレセプターとして働くことも報告されている。
本研究において、マウス嗅上皮から嗅細胞を単離し、CO_2への応答性をカルシウムイメージング法により解析した結果、嗅上皮には既知のCar2細胞以外にも、Car2陰性でCO_2への応答性を示す新規の嗅細胞が存在することを見出した。また、新規のCO_2センサー細胞は、CO_2のみに応答する細胞と、CO_2とpHに応答する細胞に大別されることも判明した。更に、これらCar2陰性のCO_2センサー細胞の約半数は、炭酸脱水酵素の阻害剤であるAcetazolamide処理によりCO_2への応答性が阻害されたことから、Car2以外の炭酸脱水酵素をCO_2センサーとして持つと推測された。そこで、嗅上皮における炭酸脱水酵素の発現を検討したところ、Car7が嗅細胞の一部で発現していることを見出した。本研究により、マウスの嗅上皮には、複数種の異なるCO_2センサー細胞が存在することが明らかにされた。マウスを取り巻く自然環境には、餌、巣穴、仲間、捕食者などの様々なCO_2の発生源が存在し、その濃度も異なる。従って、マウスは、CO_2への応答性の異なる複数種のセンサー細胞を駆使することにより、様々な状況下におけるCO_2濃度を感知し、行動している可能性が示唆される。

Report

(2 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2011 2010 2009 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (12 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Two highly homologous mouse odorant receptors encoded by tandemly-linked MOR29A and MOR29B genes differently respond to phenyl ethers.2011

    • Author(s)
      Tsuboi, A., et.al.
    • Journal Title

      European Journal of Neuroscience

      Volume: 33 Pages: 205-213

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    • Author(s)
      Takeuchi, H., et.al.
    • Journal Title

      Cell

      Volume: 141 Pages: 1056-1067

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    • Author(s)
      Takahashi, H., et.al.
    • Journal Title

      Molecular and Cellular Neuroscience

      Volume: 44 Pages: 233-245

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  • [Journal Article] Neuropilin-2 is required for the proper targeting of ventral glomeruli in the mouse olfactory bulb.2010

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      Takahashi, H., et. al.
    • Journal Title

      Molecular and Cellular Neuroscience (in press)

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      Takeuchi, H., et. al.
    • Journal Title

      Cell (in press)

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      Yoshihara, S., et al.
    • Organizer
      Keystone Symposia : Adult Neurogenesis
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      Taos, NM, USA
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    • Place of Presentation
      Heidelberg, Germany
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    • Place of Presentation
      Ashburn, VA, USA
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      Cold Spring Harbor Asia Conference : 1st Francis Crick Neuroscience Symposium
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      Suzhou, China
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      神戸ポートアイランド
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      神戸コンベンションセンター
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      高橋弘雄, ら
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      吉原誠一, ら
    • Organizer
      第32回日本神経科学会大会
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      高橋弘雄, ら
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      第32回日本神経科学会大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
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  • [Presentation] Activity-dependent development of olfactory bulb interneurons upon the neural circuit formation.2009

    • Author(s)
      Yoshihara, S., et al.
    • Organizer
      第43回日本味と匂学会大会
    • Place of Presentation
      旭川市民会館
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  • [Remarks]

    • URL

      http://www.naramed-u.ac.jp/~amrc-lab1/

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  • [Remarks]

    • URL

      http://www.naramed-u.ac.jp/~amrc-lab1/

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      2009 Annual Research Report

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Published: 2009-04-01   Modified: 2018-03-28  

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