Studies on the molecular mechanism of carbon dioxide anaethesia

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K05725
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 松原 創 金沢大学, 生命理工学系, 教授 (50459715)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 信雄 金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 教授 (60242476)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 魚類麻酔 / 炭酸 / ストレス可視化 / 次世代シークエンサー解析

Outline of Annual Research Achievements

研究代表者は、これまで、背地適応魚ヒラメのストレスを可視化する方法を見出した。また、ヒラメに化学的なストレスを与えることで、均一かつ再現性のあるストレス誘導を引き起こさせることに成功した。これらによると、ストレスを与えたヒラメは、まず、白斑が凝集、その後、体色全体が黒化するというストレスの0次応答を引き起こす。そこで、研究開始初年度である令和３年度、本研究では、上記の方法でストレスを与え0次応答を誘導したヒラメに、炭酸、研究汎用魚類麻酔である2-フェノキシエタノールおよびオイゲノールを含む水産承認麻酔であるFA100に浸漬し麻酔をかけ、以下の実験を行った。まず、各麻酔に作用した個体から、採血したのち、脳・脳下垂体・頭腎・色素胞を採取した。そして、血中コルチゾル、グルコースおよびL-乳酸濃度を測定し、麻酔時おけるストレス因子の動態を調べたところ、各麻酔間で著しい差異は認められなかった。次に、ストレス関連遺伝子である熱ショックタンパク質(hsp)に着目し、脳および頭腎hsp90・hsp70の遺伝子発現量変化を調べた。その結果、頭腎hsp70 mRNA 量は炭酸と2-フェノキシエタノールで、頭腎hsp90 mRNA 量は炭酸水とFA100で低くなることがわかった。くわえて、脳・脳下垂体Total RNAからcDNAライブラリを作製し、次世代シークエンサー解析に供した。今年度は３課題５項目のうち、既知麻酔作用因子解析および新規麻酔作用因子探索を実施した。次年度は、新規麻酔作用因子探索をおこなう予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究初年度は、炭酸・オイゲノール・フェノキシエタノール麻酔下における0次応答誘導ヒラメの熱ショックタンパク質の発現を調べた。あわせて、脳・脳下垂体における次世代シークエンスは行ったが、解析まで至らなかった。

Strategy for Future Research Activity

今年度は、次世代シークエンサー解析から得られたデータを分析し、階層型クラスタリングとヒートマップ作図をおこない、顕著な発現差が認められた候補遺伝子を既存魚類ゲノムの遺伝子をリシークエンスし、I)体色調節関連、II) 脳や中枢神経機能抑制因子を中心に未知なる因子を同定する。あわせて、候補遺伝子の発現解析、抗体作成など次の研究に発展すべきデータ解析を実施する。

Causes of Carryover

飼育魚が低温のため餌量が減ったことによる。しかしながら、次年度となり、温度上昇とともに接餌量が増加したため、予定通り使用する。

Research Products

• [Journal Article] Analysis of the thermal responses in Japanese pearl oysters, Pinctada fucata martensii (2022)
  • Author(s): Hatano, K, Kawamura, R, Watabe, Y, Ogiso, S, Nagami, A, Matsubara, H, Urata, M, Matsumoto, K, Yachiguchi, K, Shimizu, N, Hirayama, J, Furusawa, Y, Tabuchi, Y, Srivastav, A.K, Suzuki, N
  • Journal Title: International Journal of Zoological Investigations Volume: 8 Pages: 371-378
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Morphological and physiological studies on sex change in tropical fish: Sexual plasticity of the ovaries of hermaphroditic and gonochoristic fish (2022)
  • Author(s): Nakamura,M, Nozu,R, Nakamura, S, Higa,M, Bhandari,R.K, Kobayashi,Y, Horiguchi,R, Komatsu, T, Kojima,Y, Murata, R, Soyano, K, Ogawa, S, Hirai, T, Matsubara, H, Tokumoto, T, Kobayashi, T, Kagawa, H, Adachi, S, Yamauchi, K, Nagahama,Y
  • Journal Title: Galaxea, Journal of Coral Reef Studies Volume: 24 Pages: 5～17
  • DOI: 10.3755/galaxea.g2021_s6r
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Oral administration of melatonin increases plasma calcium and magnesium and improves bone metabolism in aged male mice (2021)
  • Author(s): Igarashi-Migitaka Junko、Maruyama Yusuke、Seki Azusa、Hirayama Jun、Kamijo-Ikemori Atsuko、Hirata Kazuaki、Kawamura Ryoya、Matsubara Hajime、Srivastav Ajai K、Tabuchi Yoshiaki、Mishima Hiroyuki、Hattori Atsuhiko、Suzuki Nobuo
  • Journal Title: Melatonin Research Volume: 4 Pages: 581～591
  • DOI: 10.32794/mr112500113
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of a styrene trimer (2,4,6-triphenyl-1-hexene) on plasma mineral concentrations of nibbler fish, Girella punctata (2021)
  • Author(s): Kawago, U, Hatano, K, Ikeuchi, T, Honda, M, Watabe, Y, Ogiso, S, Nagami, A, Matsubara, H, Urata, M, Matsumoto, K, Srivastav, A.K, Saido, K, Suzuki, N
  • Journal Title: International Journal of Zoological Investigations Volume: 7 Pages: 785-791
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The First Report of the Feather Mite Pseudalloptinus milvulinus (Acariformes: Pterolichidae) from the Black Kite Milvus migrans in Japan (2021)
  • Author(s): Waki Tsukasa、Sasaki Mizuki、Matsubara Hajime、Shimano Satoshi
  • Journal Title: Species Diversity Volume: 26 Pages: 273～279
  • DOI: 10.12782/specdiv.26.273
• [Journal Article] Glyoxal‐induced formation of advanced glycation end‐products in type 1 collagen decreases both its strength and flexibility in vitro (2021)
  • Author(s): Kitamura Kei‐ichiro、Hirayama Jun、Tabuchi Yoshiaki、Minami Takao、Matsubara Hajime、Hattori Atsuhiko、Suzuki Nobuo
  • Journal Title: Journal of Diabetes Investigation Volume: 12 Pages: 1555～1559
  • DOI: 10.1111/jdi.13528
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 日本近海域に生息する二枚貝類のフグ毒保有状況 (2022)
  • Author(s): 安川詩乃, 伊藤正晟, 尾山輝, 藤田雪乃, 岡部泰基, 小木曽正造, 渡部雪菜, 松原創, 鈴木信雄, 平山真, 高谷智裕, 荒川 修, 杉田治男, 周防玲, 糸井史朗
  • Organizer: 令和4年度日本水産学会 春季大会 オンライン
• [Presentation] プラスチック由来の有害化学物質(スチレン)の魚類に対する影響評価 (2022)
  • Author(s): 河合海, 本田匡人, 池内俊貴, 木谷洋一郎, 関口俊男, 松原創, 道祖土勝彦, 楠井隆史, 古澤之裕, 高橋ゆかり, 遠藤雅人, 田渕圭章, 鈴木信雄
  • Organizer: 令和3年度 日本環境毒性学会第2回オンライン研究発表会
• [Presentation] トラフグの脳地図作成とキンギョの脳地図との比較 (2021)
  • Author(s): 長嶺諒、今野紀文、中町智哉、松原創、松田恒平
  • Organizer: 日本動物学会 中部支部大会 オンライン
• [Presentation] 漂流・漂着ポリスチレン由来のスチレンオリゴマーは魚類の骨代謝を攪乱する (2021)
  • Author(s): 河合海、本田匡人、池内俊貴、木谷洋一郎、関口俊男、松原創、道祖土勝彦、楠井隆史、古澤之裕、高橋ゆかり、遠藤雅人、田渕圭章、鈴木信雄
  • Organizer: 日本動物学会 中部支部大会 オンライン
• [Presentation] アカテガニ（ <i> Chiromantes haematocheir <i/> ）の幼生の生理・生態学的研究 (2021)
  • Author(s): 川村龍矢, 馬久地みゆき, 豊田賢治, 小木曽正造, 渡部雪菜, 永見 新, 丸山雄介, 服部淳彦, 柳井清治, 松原 創, 鈴木信雄
  • Organizer: 日本動物学会 中部支部大会 オンライン
• [Presentation] Effects of water salinity on the egg hatching, growth, and survival of larvae and fingerlings of climbing perch, Anabas testudineus (2021)
  • Author(s): Amornsakun,T, Srithongthum,S, Promkaew,P, Hassan,A, Matsubara,H, Takeuchi,Y, Mukai,K, Shimazsaki,Y, Ohshima,Y, Suzuki,N
  • Organizer: International Online Symposium, Joint Symposium:To the New Stage of collaboration
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Physiological and ecological research of red‐clawed crab Chiromantes haematocheir (2021)
  • Author(s): Kawamura,R, Mekuchi,M, Toyota,K, Ogiso,S, Watabe,Y, Nagami,A, Maruyama,Y, Hattori,A, Yanai,S, Matsubara,H, Suzuki,N
  • Organizer: International Online Symposium, Joint Symposium:To the New Stage of collaboration
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Evaluation of the plastic‐derived toxic chemicals (styrene oligomer) on fish bone metabolism (2021)
  • Author(s): Kawago,U, Honda,M, Ikeuchi,T, Kitani,Y, Sekiguchi,T, Matsubara,H, Saido,K, Kusui,T, Furusawa,Y, Takahashi,Y, Endo,M, Tabuchi,Y, Suzuki,N
  • Organizer: International Online Symposium, Joint Symposium:To the New Stage of collaboration
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] プラスチック由来の化学物質(スチレンオリゴマー)の魚類の骨代謝に対する影響評価 (2021)
  • Author(s): 河合 海、本田匡人、池内俊貴、木谷洋一郎、関口俊男、松原 創、道祖土勝彦、楠井隆史、古澤之裕、高橋ゆかり、遠藤雅人、田渕圭章、鈴木信雄
  • Organizer: 日本比較内分泌学会 オンライン
• [Presentation] プラスチック由来の化学物質(スチレンオリゴマー)の魚類の骨代謝に対する影響評価と海洋細菌による分解 (2021)
  • Author(s): 河合海, 本田匡人, 池内俊貴, 木谷洋一郎, 関口俊男, 松原創, 道祖土勝彦, 楠井隆史, 古澤之裕, 高橋ゆかり, 遠藤雅人, 田渕圭章, 鈴木信雄
  • Organizer: 日本環境毒性学会 オンライン
• [Book] In vivo suppression of osteoclastic and osteoblastic activities of goldfish scales in water containing cadmium (2021)
  • Author(s): Suzuki, N, Kawago, U, Honda, M, Srivastav, A.K, Amornsakun, T, Matsumoto, K, Hirayama, J, Matsubara, H, Shimizu, N, Sekiguchi, T, Sasayama, Y, Tabuchi, Y, Hattori, A, Shimasaki, Y, Oshima, Y
  • Total Pages: 199-203
  • Publisher: 九州大学大学院農学研究院紀要 66
• [Book] 能登の里山里海で実践するオーガニック養殖 (2021)
  • Author(s): 松原創
  • Total Pages: 6-7
  • Publisher: Ocean Newsletter
• [Book] のとらうと (2021)
  • Author(s): 松原創, 永見新, 鈴木信雄, 中村將, 山内晧平, 長浜嘉孝, 柳町隆造, 木下邦則, 藤井 寛之
  • Total Pages: 24-25
  • Publisher: 養殖ビジネス７月号
• [Remarks] 持続可能な水産技術を能登から世界に発信
  • URL: https://www.kanazawa-u.ac.jp/research/kokokara/research60
• [Remarks] （前編）海の不思議がいっぱい！魚の最先端研究施設に突撃取材！【海洋研究取材#1】
  • URL: https://www.youtube.com/watch?v=xo9KpiyryN0
• [Remarks] （後編）海の不思議がいっぱい！海と魚の最先端研究施設に突撃取材！【海洋研究取材#1】
  • URL: https://www.youtube.com/watch?v=JKYnZeLEDbk