PACAP I型受容体(PAC1)ノックアウトマウスを用いた神経内分泌機構の解析

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15590216
• Research Institution: University of Occupational and Environmental Health, Japan
• Principal Investigator: 澁谷 泉 産業医科大学, 医学部, 助教授 (50162649)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上園 保仁 長崎大学, 医学部, 講師 (20213340)
• Keywords: PACAP / PACAP typeI receptor / receptor knock out mouse / supraoptic nucleus / Ca^<2+> imaging / somatodendritic release / vasopressin / oxytocin

Research Abstract

1.PACAP I型受容体(PAC1)ノックアウトマウス(PAC1-/-)、ヘテロザイゴートマウス(PAC1+/-)、対照群マウス(PAC1+/+)の3群を用いて、解析を行った。
2.Ca^<2+>感受性蛍光色素であるFura-2を用いた実験においては、PAC1+/+から単離したほぼ全ての視索上核(SON)ニューロンで、PACAP(10^<-10>M)は著明な細胞内Ca^<2+>濃度の上昇を引き起こした。PAC1+/-ならびにPAC1-/-では、PACAPは10^<-7>Mまでのどの濃度においても、細胞内Ca^<2+>濃度に影響を与えなかった。
3.3.SONからのvasopressinならびにoxytocinの分泌(somatodendritic release)実験においては、PACAPはPAC1+/+においてのみ、有意な神経ペプチド分泌を引き起こしたものの、PAC-/-においては、効果がなかった。単離した下垂体後葉を用いた実験では、PACAPはどの群においても、ペプチド分泌に影響を与えなかった。
4.電子顕微鏡により、下垂体後葉の組織を観察したところ、分泌顆粒の密度、神経終末の微細構造などにおいて、PAC1+/+とPAC1-/-の間で有意な差はみられなかった。
5.免疫組織化学法を用いた実験において、SONのvasopressinならびにoxytocinの活性にPAC1+/+とPAC1-/-の間で有意な差はみられなかった。
6.in situ hybridication法を用いた実験においても、SONのvasopressinならびにoxytocinのmRNA量にPAC1+/+とPAC1-/-の間で有意な差はみられなかった。
7.飲水量、摂食量の測定において、PAC1-/-では、PAC1+/+に比較して、有意に高い数値を示した。
8.以上の結果より、PACAPはマウスにおいて、著明なSONニューロン刺激作用を有していること、SONからのvasopressinならびにoxytocinのsomatodendritic release作用を有していること、これらの作用がPAC1受容体のみを介していること、さらには、PAC1が飲水、摂食の調節に生理的に関与していることが、明らかとなった。

Research Products

• [Publications] Jamen, F., Alonso, G., Shibuya, I et al.: "Impaired somatodendritic responses to pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide (PACAP) of supraoptic neurones in PACAP type I -receptor deficient mice."Journal of Neurcendocrinology. 15. 871-881 (2003)
• [Publications] Nagata, T., Harayama, N., Sasaki, N.et al.: "Mechanism of cytosolic Ca^<2+> suppression by prostaglandin E_2 receptors in rat melanotrophs"Journal of Neuroendocrinology. 15. 33-41 (2003)
• [Publications] Shiraishi, M., Minami, K., Shibuya I.et al.: "The inhibitory effects of alphaxalone on M1 and M3 muscarinic receptors expressed in xenopus oocytes"Anesthesia and analgesia. 97. 449-455 (2003)
• [Publications] Sabatier, N., Shibuya, I., Dayanithi, G.: "Intracellular calcium increase and somatodendritic vasopressin release by vasopressin receptor agonists in the rat supraoptic nucleus : involvement of multiple intracellular transduction signals."Journal of Neuroendocrinology. (in press). (2004)
• [Publications] 澁谷泉, Govindan Dayanithi, 上田陽一: "下垂体後葉のStimulus-secretion coupling"内分泌・糖尿科. (印刷中). (2004)