2001 Fiscal Year Annual Research Report
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
Project/Area Number |
12440233
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Research Institution | Hiroshima University |
Principal Investigator |
筒井 和義 広島大学, 総合科学部, 教授 (20163842)
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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)
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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。本研究では、未解明の重要課題である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、チトクロームP450scc、3β-HSD、5-還元酵素、チトクロームP450_<17α,lyase>、17β-HSDなどのさまざまなニューロステロイド合成酵素が発現しており、コレステロールからプレグネノロン、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、アンドロステンジオン、テストステロンなどの多く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。プロゲステロンとテストステロンは生殖腺が合成する性ステロイドとして知られているが、モティベーションを制御する間脳の視索前野・視床下部でも性ステロイドが合成される事実は大変重要な発見である。 次に、野生両生類・鳥類を用いた生化学的解析により、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ロステロイドは明確な季節変動を示すことが見いだされた。ニューステロイドの変動と繁殖活動周期に類似性があり、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ところ、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ことが明らかになった。
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[Publications] Hirotaka Sakamoto: "Existence of galanin in lumbosacral sympathetic ganglionic neurons that project to the quail uterine oviduct"Endocrinology. 141. 4402-4412 (2001)
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[Publications] Robert W.Lea: "Changes in central steroid receptor expression, steroid synthesis related to the reproductive cycle of the ring dove"Micros. Res. Tech. (MRT) [Review Paper]. 55. 12-26 (2001)
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[Publications] Kazuyoshi Tsutsui: "Neuronal neurosteroidogenesis in vertebrate brains"Zool Sci. [Review Paper]. 18. 1043-1053 (2001)
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[Publications] Honoo Satake: "Characterization of a cDNA encoding a novel avian hypothalamic neuropeptide exerting an inhibitory effect of gonadortopin release"Biochemical J.. 354. 379-385 (2001)
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[Publications] Kazuyoshi Ukena: "Distribution of novel RFamide-related peptide-like immunoreactivity in the mouse central nervous system"Neurosci. Lett.. 300. 153-156 (2001)
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[Publications] Masahiro Matsunaga: "Expression and localization of cytochrome P450 17α-hydroxylase/c17, 20 lyase in the avian brain"Brain Res.. 899. 112-122 (2001)
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[Publications] Kazuyoshi Ukena: "Developmental changes in progesterone biosynthesis and metabolism in the quail brain"Brain Res.. 898. 190-194 (2001)
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[Publications] Takayoshi Ubuka: "Developmental changes in galanin in sympathetic ganglionic neurons innervating the avian uterine oviduct and galanin induction by sex steroid"J. Endocrinol.. 170. 357-368 (2001)
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[Publications] Hirotaka Sakamoto: "Activity and localization of 3β-hydroxysteroid dehydrogenase in the zebrafish central nervous system"J. Comp. Neurol.. 439. 291-305 (2001)
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[Publications] Hirotaka Sakamoto: "Effects of progesterone synthesized de novo in the developing Purkinje cell on its dendritic growth abd synaptogenesis"J. Neurosci.. 21. 6221-6232 (2001)
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[Publications] Aya Koda: "A novel amphibian hypothalamic neuropeptide : isolation, localization and biological activity"Endocrnology. 143. 411-419 (2001)
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[Publications] Kazuyoshi Tsutsui: "The Zoological Society Prize : Biosynthesis and biological actions of neurosteroids in the brain"Zool Sci.. 18. 1-2 (2002)
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[Publications] Kazuyoshi Ukena: "A novel rat hypothalamic RFamide-related peptide identified by immunoaffinity chromatography and mass spectrometry"FEBS Lett.. 512. 255-258 (2002)
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[Publications] Hirotaka Sakamoto: "Dendritic spine formation in response to progesterone synthesized de novo in the developing Purkinje cell in rats"Neurosci. Lett.. (in press). (2002)
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[Publications] Eiko Iwakoshi: "Isolation and characterization of an octopus gonadotropin-releasing hormone"Biochem. Biophys. Res. Commun.. (in press). (2002)
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[Publications] Kazuyoshi Tsutsui: "Biosynthesis and biological actions of neurosteroids in the avian brain"Avian Poultry Biol Rev. [Review Paper]. (in press). (2002)
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[Publications] Hirotaka Sakamoto: "In : Perspective in Ccomparative Endocrinology, Sympathetic ganglionic galanin neurons evoke avian oviposition by innervating the uterus"H. J. Th. Goos et al., Monduzzi Editore, Sorrento, Italy. 7 (2001)
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[Publications] Eiko Iwakoshi: "In : Perspective in Comparative Endocrinology, Isolation and characterization of a GnRH-like peptide from Octopus vulgaris"H. J. Th. Goos et al., Monduzzi Editore, Sorrento, Italy. 6 (2001)
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[Publications] Kazuyoshi Tsutsui: "In : Perspective in Comparative Endocrinology, A novel hypothalamic peptide inhibiting gonadotropin release"H. J. Th. Goos et al., Monduzzi Editore, Sorrento, Italy. 10 (2001)
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[Publications] Kazuyoshi Tsutsui: "In : Neuroral Plasticity, Development and Steroid Hormone Actions, Novel cerebellar function : Neurosteroids in the Purkinje neuron"R. J. Handa et al., CRC Press, Boca Raton, Florida. 9 (2001)
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[Publications] Kazuyoshi Tsutsui: "In : Avian Endocrinology, Ateroidogenesis in the avian brain"A. Dawson and C. M. Chaturvedi, Journal of Endocrinology Ltd. 9 (2001)
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[Publications] Kazuyoshi Tsutsui: "In : Recent Advances in Comparative Endocrinology, A novel avian hypothalamic peptide"John Yuh-Lin Yu, Institute od Zoology, Academia Sinica. 8 (2001)