Verification of the effects of long-term leptin administration on gonad development in fish

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K15600
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 40040:Aquatic life science-related
• Research Institution: Regional Fish Institute, Ltd (R&D Division) (2022-2023); Kyushu University (2020-2021)
• Principal Investigator: Ohga Hirofumi リージョナルフィッシュ株式会社(研究開発部), 研究開発部, 主任研究員 (60792299)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: レプチン分泌動態 / 生殖腺刺激ホルモン分泌調節 / レプチンによる摂食調節と性機能調節 / 初回成熟

Outline of Final Research Achievements

We investigated the effect of leptin, a nutritional information hormone, on regulation of reproductive function in chub mackerel. We developed an ELISA to measure serum leptin concentration and investigated the secretion dynamics after feeding. Two hours after feeding, the fed group showed significantly higher leptin levels than the non-fed group. This suggests that leptin is involved in feeding regulation in this species. Recombinant leptin was synthesized using an E. coli expression system. When added to a primary pituitary culture system, the secretion of follicle-stimulating hormone (FSH) and luteinizing hormone (LH) was stimulated. Furthermore, cell histological analysis showed that leptin receptors are localized on FSH and LH producing cells in the pituitary gland, indicating that their secretion is under the direct control of leptin.

Free Research Field

魚類生殖生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

栄養状態と性機能には密接な関係があり、栄養不良は性機能を強く抑制する。この作用は、肝臓から分泌される栄養情報ホルモンであるレプチンによるものが大きい。一方、魚類のレプチンについては、摂食調節における機能と性機能調節に与える影響の両面において、研究例が少なく不明な点が多い。本研究ではマサバ特異的なELISAにより、本種のレプチンが摂食調節に関与する可能性が示された。また、生殖内分泌軸の中心的なホルモンである生殖腺刺激ホルモンの分泌がレプチンの直接的な支配下にあることを魚類で初めて示した。特に魚類ではFSHの分泌調節機構は明らかになっておらず、その上流制御因子の一つを示した初めての研究例となった。