性フェロモンにより誘起される生殖内分泌・性行動の神経回路解明

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K16304
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 梶山 十和子 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, 研究員 (00757130)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ゼブラフィッシュ / 性フェロモン / 嗅覚 / 神経ペプチド / アトラス

Outline of Annual Research Achievements

本研究は性フェロモンのがどのような神経回路を介して内分泌や行動を制御しているのかを明らかにすることを目的としている。本年度は、研究実施計画に基づき以下のように研究を行った
（１）内分泌・行動の変化の同定
性フェロモンの嗅覚刺激によりどのような内分泌・行動の変化がもたらされるのかを明らかにするために、ゼブラフィッシュの性フェロモンであると考えられる17α,20β-ジヒドロキシ-4-プレグネン-3-オン（17,20β-PS）の嗅覚受容体のノックアウトゼブラフィッシュの作製を進めた。本年度はターゲットとする嗅覚受容体のダブルノックアウトフィッシュ、シングルノックアウトフィッシュをそれぞれ作製し、交配・ジェノタイピングにより実験に使用する個体数の確保を行った。

（２）神経回路の解明
脳内で広くカルシウムインジケーターを発現するトランスジェニックフィッシュの作製を進め、実験に使用できるよう複数系統を準備した。また、性フェロモンの刺激により活性化するニューロン群のマーカー遺伝子を探すためのゼブラフィッシュの神経ペプチド発現アトラスの構築を進めた。本年は40種類のプローブを用い、in situ hybridizationを行った。また、その結果をもとにゼブラフィッシュの視床下部における神経亜核の定義を行った。さらに、結果をもとにゼブラフィッシュの脳とマウスの視床下部における神経ペプチド発現パターンの比較を行い、神経核同士の相同性を調べた。これらの結果をまとめた論文の執筆及びデータをリポジトリにアップロードする準備を行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の計画にあった実験を行うための系統をそろえることができた。また計画していた神経ペプチド発現アトラスを完成させ、更に神経亜核の定義、哺乳類との比較等の詳細な解析を行い論文にまとめることができたため、おおむね順調に進展しているとした。

Strategy for Future Research Activity

今後は、これまでに作成したノックアウトフィッシュやトランスジェニックフィッシュを使用した行動実験、内分泌系のモニター実験を進めていく。ノックアウトフィッシュについてはこれまに性行動のアッセイ系を確立したため、それを利用した行動実験を行う。また、内分泌系のモニター実験としては、採決によるホルモン濃度測定および生殖腺の観察を計画している。カルシウムインジケーター発現トランスジェニックフィッシュに関しては、性フェロモンの入力があったときの神経活動をイメージングすることを計画している。以上により、性フェロモンの入力から生殖内分泌・行動への出力までの神経回路を明らかにする。

Causes of Carryover

本年度は系統の準備、論文の執筆などかかる経費の少ない研究活動に多く時間を割いたため、次年度使用額が生じた。次年度は前半で論文投稿が終了する予定であり実験に多く時間を割けることから、準備した系統を用いた行動実験や内分泌系の測定実験など経費の多くかかる実験を多く予定しており、そこで新たな実験装置の購入、内分泌系の測定の外注等に使用したいと考えている。