Optical analysis of the transport and exocytosis of neuropeptide and their neuromodulatory actions

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K07435
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Animal physiology/Animal behavior
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: Abe Hideki 名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (90396804)
• Research Collaborator: NOGUCHI Akihisa ; KAWAMINAMI Haruka ; KIYAMA Jyunpei ; OOSAKI Maho ; KAJIURA Shinji
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 神経ペプチド / 開口放出 / イメージング / 神経修飾

Outline of Final Research Achievements

Using the terminal nerve GnRH3 peptidergic neurons, we analyzed the release dynamics of single peptidergic neuron and its neuromodulatory action of sensory neural process. We found the localization of intracellular Ca 2+ elevation machinery (L-type Ca 2+ channel in soma and neurites, and N-type Ca 2+ channel in distal neurites) and resultant difference of exocytosis in single peptide neuron, We also established a transgenic medaka that specifically expresses synaptopHluorin, an exocytosis sensor, in GnRH3 neurons, and succeeded in visualizing exocytosis from GnRH3 neurons in the brain. We also found that i.v. application of GnRH peptide exerts an acute modulatory action on optokinertic nystagmus of medaka.

Free Research Field

神経生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

単一ニューロンレベルでの動態が不明であった神経ペプチドの開口放出を、蛍光タンパク質による開口放出センサーを遺伝子導入したトランスジェニックメダカを作成することで、in vitro/ invivo で計測可能とした。これによって脳内におけるペプチド放出動態とその制御機構を解明するための基盤を作り出した。他のペプチドニューロンでも神経ペプチドの放出が神経突起のみならず細胞体からも直接生じることを実測することができ、これらの細胞内領域による放出動態制御は他の神経ペプチド産生ニューロンでもその存在が推測されており、ペプチドニューロンに共通した放出制御機構を探るツールとなる可能性がある。