2020 Fiscal Year Research-status Report
Decoding the neural representation of olfactory imprinting
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20K07262
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| Research Institution | Kochi University |
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Principal Investigator |
椛 秀人 高知大学, 医学部, 名誉教授 (50136371)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 環境生理学 / 神経科学 / 個体認識 / 匂い / 鋤鼻系 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
妊娠雌マウスが交配雄とは異なる系統の雄の匂いに曝露されると妊娠の進行が止まり、流産する(ブルース効果)。一方、雌マウスは交尾を契機に交配雄フェロモンの刷り込み学習(主座:副嗅球)を成立させ、交配雄フェロモンによる妊娠阻止を回避している。研究代表者らは2017-2019年度科研費挑戦的研究（萌芽）で、ミトコンドリア呼吸鎖酵素のNADH dehydrogenase 1(ND1)とNADH dehydrogenase 2(ND2)のN末端から9残基のペプチド（生合成時、N末端がホルミル化されている。それぞれND1ペプチドとND2ペプチドと呼ぶ）のアミノ酸配列がマウスの系統間で異なることに着目し、非自己の脱ホルミル化ペプチドがブルース効果を惹起するなど個体認識の手がかりとなる匂い分子として機能していることを見出した。 ミトコンドリア由来ペプチドは母親を通して子に受け継がれる。そこで、BALB/cとNZBの正逆交雑によりF1を得て、その雄ならびに雄尿の妊娠阻止能を検討したところ、ブルース効果が母性遺伝することを明らかにした。
交配雄フェロモンの刷り込み学習の主座である副嗅球の僧帽細胞と顆粒細胞との間には相反性相互シナプスが形成されている。興奮した僧帽細胞はグルタミン酸を放出して顆粒細胞を興奮させる。興奮した顆粒細胞はGABAを放出して僧帽細胞を抑制する。すでに研究代表者らは、バゾプレッシンが副嗅球の僧帽細胞から顆粒細胞への興奮性シナプス伝達に長期増強を誘導することを明らかにしている。しかし、バゾプレッシンは僧帽細胞と顆粒細胞との間の相反性相互シナプスのどこにどのように作用するのか明らかではない。そこで、パッチクランプ法を用いて詳細に解析したところ、バゾプレッシンは顆粒細胞の電位依存性Ca2+チャネルを抑制することによってGABAの放出を抑制して僧帽細胞を脱抑制することを明らかにした。
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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
ブルース効果が母性遺伝するか否か、自然に分泌されたミトコンドリアゲノム由来ペプチドによってブルース効果が起これば、ブルース効果に母性遺伝が観察されることが期待された。事実、BALB/cとNZBの正逆交雑によりF1を得て、その尿の妊娠阻止効果を検討することによりブルース効果の母性遺伝を証明できた。その知見を含め、これまでの成果を纏めてProceedings of the National Academy of Sciences of the United States of Americaに掲載した。
学習成立に関わるバゾプレッシンの作用機序を単一細胞レベルで解析することにより、バゾプレッシンは顆粒細胞の電位依存性Ca2+チャネルを抑制することによってGABAの放出を抑制して僧帽細胞を脱抑制することを明らかにすることができた。
以上より、本研究課題の進捗状況がおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
BALB/cとNZBとの間ではND1ペプチドとND2ペプチドのアミノ酸配列が異なることからブルース効果の母性遺伝は期待されたことであった。BALB/cとCBAとの間でND1ペプチドとND2ペプチドのアミノ酸配列が同じであるにも関わらず、BALB/c雄と交尾したBALB/c雌の妊娠はCBA雄により阻止される。このブルース効果にも母性遺伝が認められるか検討する。
ミトコンドリアペプチドに対する副嗅球僧帽細胞の神経アンサンブル活動応答を解析することにより、ブルース効果および学習後に妊娠の保障に帰結する出力信号の解読を行う。
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| Causes of Carryover |
学習後に妊娠の保障に帰結する出力信号の解析がスタートしたばかりで、消耗品の購入を次年度に行うことになったため、次年度使用額が生じた。
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Research Products
(3 results)
