Studies on the molecular mechanism of carbon dioxide anaethesia

2022 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 / ストレス軽減麻酔

Outline of Annual Research Achievements

研究代表者は、これまで、１：背地適応魚ヒラメのストレスを可視化する方法、つまり、ストレスを与えたヒラメが白斑を凝集、その後、体色全体が黒化するというストレスの0次応答を見出した。あわせて、２：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すことに成功、研究2年目である令和４年度、これらを特願2022-128908「魚類ストレス判定方法」として出願した。また令和４年度本研究では、上記の方法に従い、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、ストレスにより出現する白班凝集に脳における体色関連遺伝子(メラニン凝集ホルモン:mch・メラノコルチン受容体:mc5r)が関与するか否かを、q-PCRにより遺伝子発現量を調べた。その結果、脳mch mRNA 量は炭酸で低い傾向が認められたが、他区と差はなかった。他方、脳mc5r mRNA 量は、FA100に比べ、2-フェノキシエタノールと炭酸、特に炭酸で有意に低い値を示した。これまで、我々は、炭酸が脳下垂体のプロオピオメラノコルチン発現も低値を示すことを報告している。このことから、炭酸は、白班凝集を抑制、ストレスを軽減している可能性が考えられた。あわせて、各麻酔処理したヒラメの脳と脳下垂体の次世代シークエンス解析を行なったが、ヒラメはゲノム情報が公開されていないため、新規ストレス軽減因子の探索に時間を要している。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究２年目は、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脳・脳下垂体における次世代シークエンス解析も行ったが、ヒラメはゲノム情報が公開されていないため、候補遺伝子のリシークエンスに時間を要している。

Strategy for Future Research Activity

最終年度である今年度は、ゲノム情報が明らかになっているトラフグを用いて、0次応答誘導を調査、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次応答誘導トラフグの脳・脳下垂体における次世代シークエンス解析を行い、顕著な発現差が認められた候補遺伝子を同定する。これを受けて、ヒラメの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

年度内に実験は終了したものの解析の納期が当該年度内に終了できないとのことで、次年度に繰り越すことにした。

Research Products

• [Journal Article] Tetrodotoxin Detection in Japanese Bivalves: Toxification Status of Scallops (2023)
  • Author(s): Yasukawa Shino、Shirai Kyoko、Namigata Kaho、Ito Masaaki、Tsubaki Mei、Oyama Hikaru、Fujita Yukino、Okabe Taiki、Suo Rei、Ogiso Shouzo、Watabe Yukina、Matsubara Hajime、Suzuki Nobuo、Hirayama Makoto、Sugita Haruo、Itoi Shiro
  • Journal Title: Marine Biotechnology Volume: － Pages: －
  • DOI: 10.1007/s10126-023-10199-3
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fluorene is Highly Toxic to Zoea Larvae of the Red-Clawed Crab Chiromantes haematocheir (2023)
  • Author(s): Kawamura R, Rafiuddin AM, Toyota K, Honda M, Amornsakun T, Tabuchi Y, Hattori A, Harumi T, Hirayama J, Urata M, Matsumoto K, Nishimoto S, Srivastav AK, Suzuki N, Matsubara H
  • Journal Title: Int. J. Zoolog. Investig. Volume: 9 Pages: 1-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Physiological consequences of space flight, including abnormal bone metabolism, space radiation injury, and circadian clock dysregulation: Implications of melatonin use and regulation as a countermeasure (2022)
  • Author(s): Hirayama Jun、Hattori Atsuhiko、Takahashi Akihisa、Furusawa Yukihiro、Tabuchi Yoshiaki、Shibata Masahiro、Nagamatsu Aiko、Yano Sachiko、Maruyama Yusuke、Matsubara Hajime、Sekiguchi Toshio、Suzuki Nobuo
  • Journal Title: Journal of Pineal Research Volume: 74 Pages: －
  • DOI: 10.1111/jpi.12834
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] <i>Limnotrachelobdella okae</i> (Hirudinida: Piscicolidae) Parasitic on Big-scaled Redfin, <i>Pseudaspius hakonensis</i> (Cypriniformes: Leuciscidae), in Two Brackish Water Lakes, Hokkaido, Japan (2022)
  • Author(s): Nagasawa Kazuya、Sasaki Mizuki、Matsubara Hajime
  • Journal Title: Species Diversity Volume: 27 Pages: 279～284
  • DOI: 10.12782/specdiv.27.279
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Functional analysis of a matrix peptide involved in calcification of the exoskeleton of the kuruma prawn, Marsupenaeus japonicus (2022)
  • Author(s): Sekimoto Aika、Ohira Tsuyoshi、Shigematsu Atsushi、Okumura Takuji、Mekuchi Miyuki、Toyota Kenji、Mishima Hiroyuki、Kawamura Ryoya、Hatano Kaito、Kawago Umi、Kitani Yoichiro、Sekiguchi Toshio、Amornsakun Thumronk、Hirayama Jun、Hattori Atsuhiko、Matsubara Hajime、Suzuki Nobuo
  • Journal Title: Aquaculture Volume: 559 Pages: 738437～738437
  • DOI: 10.1016/j.aquaculture.2022.738437
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Osteoclastic and Osteoblastic Responses to Hypergravity and Microgravity: Analysis Using Goldfish Scales as a Bone Model (2022)
  • Author(s): Yamamoto Tatsuki、Ikegame Mika、Furusawa Yukihiro、Tabuchi Yoshiaki、Hatano Kaito、Watanabe Kazuki、Kawago Umi、Hirayama Jun、Yano Sachiko、Sekiguchi Toshio、Kitamura Kei-ichiro、Endo Masato、Nagami Arata、Matsubara Hajime、Maruyama Yusuke、Hattori Atsuhiko、Suzuki Nobuo
  • Journal Title: Zoological Science Volume: 39 Pages: －
  • DOI: 10.2108/zs210107
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hydroxylated benzo[c]phenanthrene metabolites cause osteoblast apoptosis and skeletal abnormalities in fish (2022)
  • Author(s): Suzuki, N, Honda, M, Sato, M, Yoshitake, S, Kawabe, K, Tabuchi, Y, Omote, T, Sekiguchi, T, Furusawa, Y, Toriba, A, Tang, N, Shimasaki, Y, Nagato, E.G, Zhang, L, Srivastav, A.K, Amornsakun, T, Kitani, Y, Matsubara, H, Yazawa, T, Hirayama, J, Hattori, A, Oshima, Y, Hayakawa, K
  • Journal Title: Ecotoxicology and Environmental Safety Volume: 234 Pages: 113401～113401
  • DOI: 10.1016/j.ecoenv.2022.113401
  • Peer Reviewed
• [Presentation] キンギョのメスの生殖生理におけるカルシトニンI 及びIIの役割 (2023)
  • Author(s): 黒田康平, 端野開都, 川村龍矢, 笹山雄一, 福島綾香, 田渕圭章, 古澤之裕, 池亀美華, 服部淳彦, 平山 順, 松原 創, 河合 海, 関口俊男, Srivastav AK, 鈴木信雄
  • Organizer: 令和5年度日本水産学会 春季大会
• [Presentation] Effect of environmental factors on the embryonic development of the rosy seabass Doederleinia berycoides (2022)
  • Author(s): Rafiuddin,M.A, Sakai,K, Kobayashi, S, Shigematsu,K, Nakade,M, Inada.K, Kobayshi,H, Nagami,A, Ogiso,S, Toyota,K, Tabuchi,Y, Furusawa,Y, Hirayama,J, Harumi, T, Suzuki,N, Matsubara,H
  • Organizer: Joint Usage/Joint Research on Transboundary Pollution and its Impact on Social Environment
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Reproductive behavior of mature tiger puffer Takifugu rubripes in Noto, Japan (2022)
  • Author(s): Kobayashi,S, Rafiuddin,M.A, Nakade,M, Kobayshi,H, Sakai,K, Inada.K, Shigematsu,K, Nagami,A, Ogiso,S, Toyota,K, Tabuchi,Y, Furusawa,Y, Hirayama,J, Harumi, T, Suzuki,N, Matsubara,H
  • Organizer: Joint Usage/Joint Research on Transboundary Pollution and its Impact on Social Environment
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Gonadal sexual plasticity in tiger puffer Takifugu rubripes (2022)
  • Author(s): Nakade,M, Rafiuddin,M.A, Kobayashi,H, Kobayshi,S, Sakai,K, Inada.K, Shigematsu,K, Nagami,A, Ogiso,s, Toyota,K, Tabuchi,Y, Furusawa,Y, Hirayama,J, Harumi, T, Suzuki,N, Matsubara,H
  • Organizer: Joint Usage/Joint Research on Transboundary Pollution and its Impact on Social Environment
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Study on osmoregulatory function in larvae of red-clawed crab (2022)
  • Author(s): Kawamura,R, Mekuchi,M, Toyota,K, Ogiso,S, Watabe,Y, Nagami,A, Maruyama,Y, Hattori,A, Yanai,S, Hirayama, j, Matsubara,H, Suzuki,N
  • Organizer: Joint Usage/Joint Research on Transboundary Pollution and its Impact on Social Environment
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] カルシトニンIに加えてカルシトニンIIもキンギョの雌の生殖生理に関与する (2022)
  • Author(s): 黒田康平, 端野開都, 川村龍矢, 笹山雄一, 福島綾香, 田渕圭章, 古澤之裕, 池亀美華, 服部淳彦, 平山順, 松原創, 河合海, 関口俊男, Srivastav AK, 鈴木信雄
  • Organizer: 第46回日本比較内分泌学会
• [Presentation] Changes in osmoregulatory function during growth of red-clawed crab larvae (2022)
  • Author(s): Kawamura,R, Mekuchi,M, Toyota,K, Ogiso,S, Watabe,Y, Nagami,A, Maruyama,Y, Hattori,A, Yanai,S, Hirayama, j, Matsubara,H, Suzuki,N
  • Organizer: The 6th International Exchange Seminar of Zoology
• [Presentation] 能登半島九十九湾に生息するアカテガニ(Chiromantes haema tocheir)の幼生の生理・生態学的研究 (2022)
  • 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,平山順,柳井清治, 松原創,鈴木信雄
  • Organizer: 2022年日本動物学会
• [Presentation] トラフグの脳地図作製とアルギニンバソトシン(AVT)様免疫陽性反応の脳内分布 (2022)
  • Author(s): 長嶺諒, 今野紀文, 中町智哉, 松原創, 松田恒平
  • Organizer: 2022年日本動物学会
• [Presentation] 特異的に浅海に棲むマシコヒゲムシ Oligobrachia mashikoi の生息状況及び光環境への適応 (2022)
  • Author(s): 小木曽正造, 渡辺数基, 三宅裕志, 丸山雄介, 平山順, 服部淳彦, 関口俊男, 端野開都, 木谷洋一郎, 渡部雪菜, 松原創, 笹山雄一, 鈴木信雄
  • Organizer: 2022年日本動物学会
• [Presentation] 温故知新~受精後のメダカ卵のCa 上昇~ (2022)
  • Author(s): 春見達郎, 毛利達磨, 成瀬清, 松原創, 柳町隆造
  • Organizer: 2022年日本動物学会
• [Book] 消滅可能性都市「能登」で挑む「真」のオーガニック養殖 アグリバイオ (2022)
  • Author(s): 松原創, 永見新, 小木曽正造, 鈴木信雄
  • Total Pages: 5
  • Publisher: 北隆館
• [Remarks] 金沢大学能登海洋水産センター
  • URL: https://aqua.w3.kanazawa-u.ac.jp/en-wp/
• [Patent(Industrial Property Rights)] 魚類ストレス判定方法 (2022)
  • Inventor(s): 松原創, 鈴木信雄, 永見新, 小木曽正造, 重松淳志
  • Industrial Property Rights Holder: 松原創, 鈴木信雄, 永見新, 小木曽正造, 重松淳志
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2022-128908