2021 Fiscal Year Annual Research Report
母体低栄養が新発見のGABA作動性CRH放出経路を介して仔の脳発達に与える影響
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21H02661
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| Research Institution | Hamamatsu University School of Medicine |
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Principal Investigator |
福田 敦夫 浜松医科大学, 医学部, 教授 (50254272)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
才津 浩智 浜松医科大学, 医学部, 教授 (40402838)
和氣 弘明 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (90455220)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | GABA / CRH / AgRP / 低栄養 / 弓状核 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．新規HPA軸が低栄養時のグルココルチコイド放出経路である証明
CRH神経終末に投射するGABA神経がAgRPニューロンであることを電顕と免染で確認した。AgRP Cre::DREADDマウスへのCNO投与により AgRP 細胞を直接刺激し、弓状核内のAgRPニューロンと室傍核内のCRHニューロン細胞体の活性化をc-fosの発現により確認した。ついで-40%食餌制限を10日間行い、低栄養に反応する AgRPニューロンは CRHニューロン細胞体を活性化しないことを明らかにした。CRH Cre :: NKCC1 floxマウスを用いて、食餌制限負荷後のコルチコステロン分泌が野生型に比べて低下することを確認し、新規HPA軸が低栄養時のグルココルチコイド放出経路であることを証明した。
２．胎仔における既知HPA軸と新規HPA軸の発達過程の同定
胎仔CRH細胞でのCRHとKCC2の発現時期を経時的に確認し、既知HPA軸の発達時期を検討した。新規HPA軸に関しても正中隆起へのCRH投射とGABA投射の完成時期とNKCC1発現時期を経時的に確認した。
３．低栄養時の母体と胎仔における既知・新規HPA軸反応の確認
母獣の摂餌制限（-30%）を妊娠10.5－19.5日に行い、胎生期低栄養モデルマウスを作製した。母体のコルチコステロン（CORT）の上昇を確認した。胎仔でもCORTを測定したが、胎仔脳のc-fosの発現は弓状核でも室傍核でも確認できなかった。サンプリングのタイミングや組織固定法などの条件を変えてさらに検討を行った。
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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
CRH神経終末に投射するGABA-AgRPニューロンが新規HPA軸であり、これが低栄養時のグルココルチコイド放出経路であることを証明できた（論文投稿中）。
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| Strategy for Future Research Activity |
１．胎仔における既知HPA軸と新規HPA軸の解剖学的発達過程の同定
昨年に引き続き以下の項目を行う。CRH-GCaMP3マウス、AgRP-mCitrine-DREADDマウスを用い、胎仔CRH細胞でのCRHとKCC2の発現時期を同定し、既知HPA軸の発達時期を確認する。新規HPA軸に関しても正中隆起へのCRH投射とGABA（AgRP-mCitrine）投射の完成時期とNKCC1発現時期を明らかにする。
２．胎仔における既知HPA軸と新規HPA軸の生理学的発達過程の同定
弓状核―正中隆起脳スライス標本でAgRP細胞（mCitrine）からパッチクランプで記録したグルココルチコイド、グレリン、レプチン応答性の膜電流および細胞内Ca2+応答（Ca2+指示薬）を確認する。CNOを還流投与してAgRP細胞を選択的に興奮させ、正中隆起の細胞内Ca2+応答をCRH神経終末（GCaMP3）で記録して、弓状核AgRP細胞から正中隆起CRH軸索終末への興奮性GABA作用による新規経路の機能的完成時期を同定する。
３．低栄養時の母体と胎仔における既知・新規HPA軸反応の確認
昨年に引き続き以下の項目を行う。母獣の摂餌制限（-30%）を妊娠10.5－19.5日に行い、胎生期低栄養モデルマウスを作製する。母体のコルチコステロン（CORT）の上昇をまず明らかにする。AgRP Cre::Gad67 flox および CRH Cre::NKCC1 flox マウス母獣を低栄養にして、弓状核から正中隆起CRH終末へのGABA入力の興奮性を消去した低栄養母体のCORTを測定し、新規HPA軸の栄養モニター機能を証明する。胎仔でもCORTを測定し、胎仔脳のc-fosの発現部位を蛍光標識されたAgRP細胞とCRH細胞で検討して、母体低栄養に対する胎仔の新規および既知HPA軸反応の役割を明らかにする。
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[Journal Article] ATP6V0A1 encoding the a1-subunit of the V0 domain of vacuolar H+-ATPases is essential for brain development in humans and mice2021
Author(s)
Aoto K, Kato M, Akita T, Nakashima M, Mutoh H, Akasaka N, Tohyama J, Nomura Y, Hoshino K, Ago Y, Tanaka R, Epstein O, Ben-Haim R, Heyman E, Miyazaki T, Belal H, Takabayashi S, Ohba C, Takata A, Mizuguchi T, Miyatake S, Miyake N, Fukuda A, Matsumoto N, Saitsu H.
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 12
Pages: 2107
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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