新規脳分子であるニューロステロイドによる本能行動のモティベーション制御

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12440233
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 筒井 和義 広島大学, 総合科学部, 教授 (20163842)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 古川 康雄 広島大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (40209169) ; 高瀬 稔 広島大学, 大学院・理学研究科, 助手 (80226779) ; 浮穴 和義 広島大学, 総合科学部, 助手 (10304370)
• Keywords: 新規脳分子 / ニューロステロイド / non-genomic action / ニューロン活動 / 視索前野・視床下部 / モティベーション制御 / 繁殖行動 / 野生脊椎動物

Research Abstract

動物の多くは、一年の限られた時期に活動的となり、繁殖地に移動して繁殖活動をする。繁殖地への移動行動と繁殖行動は密接に結びついた本能行動であり、動物をこれらの行動に駆り立てるのがモティベーションである。本研究課題では、未だ解明されていないモティベーションの制御機構について、我々が最近見いだした新規脳分子であるニューロステロイドに着目して研究を実施した。
生化学的・分子生物学的に解析したところ、本能行動の中枢でありモティベーションを制御する脳領域(間脳の視索前野・視床下部)では、ニューロステロイド合成酵素であるチトクロームP450sccと3β-HSDが発現し、プレグネノロン、プレグネノロン硫酸エステル、プロゲステロン、プロゲステロン代謝ステロイドなどのニューロステロイドが合成されることが明らかになった。次に、野生両生類を用いた生化学的解析により、これらのニューロステロイドは明確に季節変動することが見いだされた。野生鳥類の脳でも同様な変動が確認され、ニューロステロイドの季節変動は一般化される重要な発見である。ニューロステロイド合成酵素はモティベーションを制御する間脳の視索前野・視床下部に局在することやニューステロイドの変動と繁殖活動周期に類似性があることもわかった。さらに、ニューロステロイドは視索前野のニューロン活動を高める作用があることが明らかになった。この作用を電気生理学的手法から詳しく解析したところ、ニューロステロイドは膜受容体を介したnon-genomic actionによりニューロン活動を制御することが示された。従って、ニューロステロイドは視索前野のニューロン活動に変化を導くことで、繁殖行動のモティベーションを制御すると考えられる。一方、ニューロステロイドの季節変動の制御機構を明らかにするために、その変動を導く外部環境要因を解析した。その結果、脳内ニューロステロイドは長日の光周期下では高く、短日では低いことがわかった。従って、野生脊椎動物が示すニューロステロイドの季節変動は光周期により制御されると考えられる。

Research Products

• [Publications] Kazuyoshi Ukena: "Developmental changes in progesterone biosynthesis and metabolism in the quail brain."Brain Res.. (in press). (2001)
• [Publications] Masahiro Matsunaga: "Expression and localization of cytochrome P450 17α-hydroxylase/c17,20 lyase in the avian brain."Brain Res.. (in press). (2001)
• [Publications] Kazuyoshi Ukena: "Distribution of novel RFamide-related peptide-like immunoreactivity in the mouse central nervous system."Neurosci.Lett.. (in press).
• [Publications] Honoo Satake: "Characterization of a cDNA encoding a novel avian hypothalamic neuropeptide exserting an inhibitory effect on gonadotropin release."Biochemical J.. (in press). (2001)
• [Publications] Kazuyoshi Tsutsui: "Review : Central steroid receptor expression, steroid synthesis and dopaminergic activity related to photoperiod and reproduction in the avian brain."Micros.Res.Tech.(MRT). (in press). (2001)
• [Publications] Kazuyoshi Tsutsui: "Review : Novel brain function : biosynthesis and actions of neurosteroids in neurons."Neurosci.Res.. 36. 261-273 (2001)
• [Publications] Hirotaka Sakamoto: "Existence of galanin in lumbosacral sympathetic ganglionic neurons that project to the quail uterine oviduct."Endocrinology. 141. 4402-4412 (2000)
• [Publications] Kazuyoshi Tsutsui: "A novel avian hypothalamic peptide inhibiting gonadotropin release."Biochem.Biophys.Res.Commun.. 275. 661-667 (2000)
• [Publications] Chie Kohchi: "Avian galanin : Cloning of complementary DNAs and characterization of transcripts in different tissues."J.Exp.Zool.. 287. 183-190 (2000)
• [Publications] Kazuyoshi Tsutsui: "Novel cerebellar function : Biosynthesis and actions of neurosteroids in the Purkinje neuron."Int.J.Mol.Med.. 6. 218-219 (2000)
• [Publications] 筒井和義: "神経ステロイドによるシナプス可塑性調節"Brain Medical. 12. 298-306 (2000)
• [Publications] 筒井和義: "総説:小脳プルキンエ細胞におけるニューロステロイドの合成と作用"自律神経(自律神経学会編). 37. 235-243 (2000)
• [Publications] 浮穴和義: "ニューロステロイドはGABAレセプターに作用する"化学と生物. 38. 179-180 (2000)
• [Publications] Kazuyoshi Tsutsui: "Nove1 cerebellar function : Neurosteroids in the Purkinje neuron and their genomic and non-genomic actions.In : Neural Plasticity,Development and Steroid Hormone Action."CRC Press, Boca Raton, USA Ed by R.J.Handa et al.(in press). (2001)
• [Publications] Kazuyoshi Tsutsui: "Steroidogenesis in the avian brain : In : Avian Endocrinology"Journal of Endocrinology,Ltd, UK Ed by A.Dawson and C.M.Chaturvedi . 16 (2001)
• [Publications] Kazuyoshi Tsutsui: "Neuronal neurosteroidogenesis in the cerebellum. In : Molecular Steroidogenesis."Universal Academy Press Ed by M.Okamoto et al.. 5 (2000)
• [Publications] 筒井和義: "小脳における神経ステロイドの合成と作用「ステロイドホルモンと脳科学:性・ストレス・脳をめぐって」"第14回「大学と科学」公開シンポジウム組織委員会編. 8 (2000)