2016 Fiscal Year Annual Research Report
Endocrine mechanisms define brain plasticity in songbirds
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15K18566
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| Research Institution | Nihon institute of Medical Science |
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Principal Investigator |
鈴木 研太 日本医療科学大学, 保健医療学部, 助教 (60548965)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 鳴禽 / 脳可塑性 / 内分泌 / 歌神経 / カナリア / ジュウシマツ / ハシボソガラス / 歌学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
鳴禽の多くはヒナの特定の時期のみに歌の学習が可能であるが、カナリアなどの一部の鳴禽は、脳の可塑的変化に伴って、成鳥でも毎年、歌を学ぶことが可能である。そこで、鳴禽の歌神経系をモデルとして、脳の可塑性を制御する内分泌機構を明らかにするために研究を行った。
申請者は脳の可塑的変化において、季節によって異なるエネルギー代謝やストレス反応の調節が重要な役割を果たすと考え、まずは、ストレス関連遺伝子についてcDNAクローニングを行い、塩基配列を決定した。脳内の遺伝子発現の解析により歌神経核においてストレス関連遺伝子群の発現が確認された。
鳴禽の歌の季節変化の詳細を明らかにするために、歌の解析手法を開発し、歌行動の量と歌の音響特性の抽出、定量化を行った。カナリアの歌を継続して録音し、季節による歌行動の量と音響特性の変化の詳細を明らかにした。ハシボソガラスのヒナの発達時期に継続的に音声の録音を行った結果、ハシボソガラスの歌様行動が観察され、その音響特性を明らかにすることができた。
カナリアにおいて歌行動のみられない時期と、歌学習の時期において、各種血中ホルモン濃度、生殖腺重量、脳神経核の形態、関連遺伝子群の遺伝子発現等の解剖学的・生理学的特徴がどのように変化しているのかを調べた。血中の各種ホルモン濃度を液体クロマトグラフィー‐エレクトロスプレーイオン化‐タンデム質量分析（LC-ESI-MS/MS）により測定した結果、ストレスホルモン（コルチコステロン）の濃度に有意な違いは見られなかった。季節によってアンドロゲン（テストステロン、DHT）の濃度が大きく変化しており、歌神経核の神経新生を促すことが明らかとなっているデヒドロエピアンドロステロン（DHEA）の濃度が歌学習の時期に大きく高まっていることが明らかとなった。
引き続き、季節の違いによる候補遺伝子群の発現の解析を行っているところである。
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