Role of natriuretic-like peptides and their receptors in the development of activity-dependent neural pathway in juveniles

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K06888
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 46010:Neuroscience-general-related
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: Hamazaki Hiroko 北里大学, 一般教育部, 教授 (00211483)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ナトリウム利尿ペプチド / オステオクリン / CNP3 / インプリンティング行動 / 終脳 / ニワトリ / 記憶・学習

Outline of Final Research Achievements

Focusing on imprinting in chicks, a form of juvenile learning, we studied the function of CNP3 and osteocrin (OSTN), members of the natriuretic peptide family.
Chicken OSTN was more strongly expressed in the telencephalon at day 7 than at day 1 post-hatching. OSTN bound to NPR3 and reduced intracellular cAMP levels. NPR3 was expressed in the telencephalon from embryonic stage to day 7 post-hatching. CNP3 facilitated the establishment of memory and learning, and OSTN facilitated memory consolidation and maintenance. OSTN reduced neurite number in the embryonic brain.It was suggested that learning in early childhood increases OSTN levels, and suppresses unnecessary neurite outgrowth, thus strengthens neural pathways, facilitating memory consolidation and maintenance.

Free Research Field

神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

オステオクリン（OSTN）の脳での発現は霊長類に限られていると報告されていたが、この研究により、鳥類の脳でも発現しており、神経活動依存的に神経系の可塑的変化に関与することが示された。これにより、鳥類モデルがOSTNの研究に寄与できることは、今後の研究の発展につながることが期待できる。また、NPR3を受容体として、インプリンティングにおける記憶の固定や維持に働くことが示された。これは、ヒトにおける幼少期の神経回路の発達、知能の発達や学習におけるOSTNの重要性を示唆するものであり、幼少期の知能発達障害や学習障害の病態解析や治療法の開発にも貢献できる可能性がある。