Action of starfish gonadotropic hormone: interaction with the receptor and mechanism of gamete shedding

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K06747
• Research Institution: Showa University
• Principal Investigator: 三田 雅敏 昭和大学, 医学部, 客員教授 (50190674)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 生殖制御機構 / リラキシン様生殖腺刺激ペプチド / 免疫組織化学染色 / C末アミド化ペプチド / ヒトデ

Outline of Annual Research Achievements

無脊椎動物の生殖制御機構を分子レベルで解明することを目的として、本研究では、ヒトデのゴナドトロピン様活性物質、リラキシン様生殖腺刺激ペプチド (relaxin-like gonad-stimulating peptide, RGP)に注目し、(1) RGPとその受容体との相互作用、および (2) 放卵（放精）のメカニズムについて解析をおこなった。
(1) RGPとその受容体との相互作用： モミジガイの放射神経からRNA-seqデータベースを作成し、RGPオーソログを検索した。cDNAから予想されるモミジガイRGP (AscRGP)はB鎖のC末がアミド化されている可能性があった。そこで、モミジガイ放射神経に含まれるRGPを解析したところB鎖のC末がアミド化されている可能性を示した。次に、アミド化されたAscRGP-NH2とアミド化されていないAscRGP-GRを化学合成し、モミジガイ卵巣片を用いて放卵活性を測定した。どちらも同様に放卵活性を示したことから、RGP分子のB鎖のC末アミド化は受容体との相互作用に影響を与えないことが示唆された。
(2) 放卵（放精）のメカニズム： RGPは主に放射神経や周口神経に存在する。これまでにin situ hybridizationの結果から、RGPは放射神経の外側上皮細胞で合成していることが示されている。今回、RGPの特異抗体を用いて免疫組織化学染色により観察を行ったところ、RGPは放射神経内部の神経線維に分布していることが明らかになった。このことは、RGPは放射神経外側の上皮細胞で合成された後、神経内部の神経線維に移動し、蓄積されることを示唆する。一方、RGPは生殖巣に近い生殖管にも存在することが示された。このことから、繁殖期には、生殖管周辺から分泌されたRGPが卵巣あるいは精巣を直接作用して放卵・放精を引き起こしている可能性がある。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Queen Mary University of London(英国)
  • Country Name: UNITED KINGDOM
  • Counterpart Institution: Queen Mary University of London
• [Journal Article] A Relaxin-Like Gonad-Stimulating Peptide Appears in the Early Development of the Starfish Patiria pectinifera (2023)
  • Author(s): Mita Masatoshi、Katayama Hidekazu、Yamamoto Kazutoshi、Shibata Yasushi、Kiyomoto Masato
  • Journal Title: Zoological Science Volume: 40 Pages: -
  • DOI: 10.2108/zs220058
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The C-terminally amidated relaxin-like gonad-stimulating peptide in the starfish Astropecten scoparius (2023)
  • Author(s): Katayama Hidekazu、Mita Masatoshi
  • Journal Title: General and Comparative Endocrinology Volume: 334 Pages: 114226～114226
  • DOI: 10.1016/j.ygcen.2023.114226
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Characterization and localization of relaxin-like gonad-stimulating peptide in the crown-of-thorns starfish, Acanthaster cf. solaris (2022)
  • Author(s): Mita Masatoshi、Osugi Tomohiro、Kawada Tsuyoshi、Satake Honoo、Katayama Hidekazu、Kitamura Takaya、Miura Takeshi、Miura Chiemi
  • Journal Title: General and Comparative Endocrinology Volume: 328 Pages: 114107～114107
  • DOI: 10.1016/j.ygcen.2022.114107
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Localisation of relaxin-like gonad-stimulating peptide expression in starfish: are the gonoducts the physiological source for its role as a regulator of spawning? (2022)
  • Author(s): Feng, Y.L., Pinon Gonzalez, V.M., Lin, M., Egertova, M., Mita, M., and Elphick, M.R.
  • Organizer: 30th Conference of the European Society for Comparative Endocrinology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Relaxin-like gonad-stimulating peptide family in asteroidea (2022)
  • Author(s): Mita, M.
  • Organizer: 30th Conference of the European Society for Comparative Endocrinology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Characterization and localization of relaxin-like gonad-stimulating peptide in the crown-of-thorns starfish, Acanthaster cf. solaris (2022)
  • Author(s): Mita, M., Osugi, T., Tsuyoshi Kawada, T., Satake, H., Katayama, H., Kitamura, T., Miura, T., Miura, C.
  • Organizer: 日本動物学会 第93回
• [Presentation] Discovery of a second relaxin-like gonadotropic peptide in starfish (2022)
  • Author(s): Mita, M., Katayama, H., Feng, Y., Pinon Gonzalez, V.M., Miyazaki, A., Elphick, M.R.
  • Organizer: The 95th Annual Meeting of the Japanese Biochemical Society
• [Remarks] researchmap
  • URL: https://researchmap.jp/bio_mita