2018 Fiscal Year Research-status Report
体液調節におけるムスカリン受容体の包括的な役割解明
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17K08076
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
海野 年弘 岐阜大学, 応用生物科学部, 教授 (90252121)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齋藤 正一郎 岐阜大学, 応用生物科学部, 准教授 (60325371)
松山 勇人 岐阜大学, 応用生物科学部, 准教授 (80345800)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | バソプレシン / ムスカリン受容体 / M2サブタイプ / ノックアウトマウス / 体液調節 / 視床下部視索上核 / GABA |
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| Outline of Annual Research Achievements |
体液量の調節は生命の維持に必須であり、流入水分量と排出水分量は、神経性・体液性因子の調節により厳密に制御されている。本研究では、神経伝達物質の一つであるアセチルコリン（ACh）の作用を仲介するM2ムスカリン受容体サブタイプ（M2サブタイプ）に着目し、同サブタイプが体液調節に重要な役割を果すバゾプレシン（AVP）の合成や分泌調節に果たす新たな制御機構を解明する目的で、同サブタイプ欠損マウスを用いてAVPの分泌調節機構を検討した。
今年度は、M2サブタイプが視索上核におけるAVPの合成・分泌を促進性に制御するメカニズムの解明に焦点を当てて研究を進め、以下の成果が得られた。①AVPを分泌する巨細胞性神経分泌細胞（MNCs）から、GABAの自発性放出に伴う抑制性微小シナプス後電流（mIPSC）をパッチクランプ法により記録し、ムスカリン受容体作動薬および拮抗薬の効果を検討したところ、mIPSCの発射頻度がM2サブタイプを介して減少することが明らかとなった。②視床下部におけるAVPおよびM2サブタイプに対する免疫組織化学実験を行ったところ、コリン作動性神経が直接AVP分泌細胞とシナプスを形成するのではなく、別の神経、おそらくGABA作動性神経を介して間接的にAVP分泌細胞の機能を調整する可能性が示唆された。③昨年度明らかになったM2欠損マウスにおける排尿量、排尿回数の増加が、膀胱の収縮機能の異常ではないことを確認した。
以上の結果は、M2サブタイプがGABAの放出を抑制性に制御することにより、視索上核におけるAVPの合成・分泌を促進性に調節していることを示唆している。これらの成果は、第18回国際薬理学会、第161回日本獣医学会および第124回日本解剖学会にて発表した。また、③の成果については一部を論文投稿し、①および②の成果については現在論文投稿の準備を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度は、MNCsからのmIPSCの記録実験に時間を費やした結果、当初予定していた「アルドステロンの分泌調節にM2サブタイプが関与する可能性」についての検討が十分進められなかった。しかし、mIPSCの記録実験から、GABAの放出をM2ムスカリン受容体サブタイプが抑制性に制御することにより、視索上核におけるAVPの合成・分泌を促進性に調節しているという、これまでに明らかになっていなかった新たなAVPの分泌調整機構を提唱することができた。次年度にはこのメカニズムについてさらに検討を進めるとともに、「アルドステロンの分泌調節にM2サブタイプが関与する可能性」についても計画を進める予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、①AVP分泌細胞、GABA作動性神経細胞およびコリン作動性神経の神経支配様式、ならびにM2サブタイプの神経細胞における局在様式について検討するとともに、②アルドステロンの分泌調節にもM2サブタイプが関与しているのかについて検討を加える予定である。また、③AVPとともに視床下部から分泌されるオキシトシンについてもM2サブタイプを介した調節メカニズムが存在するか検討する。具体的な項目としては以下の点を計画している。
①AVP抗体とM2受容体抗体による二重染色、あるいはGABA抗体とM2受容体抗体による二重染色により、AVP合成細胞およびGABA作動性神経におけるM2受容体の局在の有無を確認し、AVP合成および分泌調節におけるGABA作動性神経細胞およびコリン作動性神経による神経支配様式を明らかにする。
②AVPと同様に体液量を保持するホルモンとしては、副腎皮質から分泌されるアルドステロンが知られている。そこで、アルドステロンの分泌調節にもM2サブタイプが関与しているか明らかにするため、M2欠損型マウスにおける血漿アルドステロン濃度を測定し、野生型と比較する。もし、欠損型と野生型で差が認められた場合には、両系統間で副腎皮質について形態・機能的な差異がないか検討する。
③視床下部の視索上核および室傍核からはAVPとともにオキシトシンも分泌されることが知られている。そこで、オキシトシンについてもM2サブタイプを介した合成・分泌調節が存在するかどうか検討するため、M2欠損型マウスの脳切片において抗オキシトシン抗体を用いた免疫染色を行い、視床下部視索上核および室傍核における陽性細胞を計測し、野生型と比較する。
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[Journal Article] Possible antagonistic effects of the TRPC4 channel blocker ML204 on M2 and M3 muscarinic receptors in mouse ileal and detrusor smooth muscles and atrial myocardium.2018
Author(s)
Alom, F., Miyakawa, M., Matsuyama, M., Nagano, H., Tanahashi, Y., Unno, T.
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Journal Title
Journal of Veterinary Medical Science
Volume: 80
Pages: 1407-1415
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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