2022 Fiscal Year Annual Research Report
反芻家畜の視索前野キスペプチンニューロンに作用する新奇排卵制御因子の探索
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21J22456
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
大下 雪奈 東京大学, 農学生命科学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2024-03-31
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| Keywords | 黄体形成ホルモン / 性腺刺激ホルモン放出ホルモン / キスペプチン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
哺乳類の生殖機能は、視床下部に存在するキスペプチンニューロンからのキスペプチン分泌、およびそれに続く性腺刺激ホルモン放出ホルモン (GnRH) 分泌が下垂体からの黄体形成ホルモン (LH) の分泌を誘起することで制御されている。ヤギなどの反芻動物において、キスペプチンニューロンは視索前野と弓状核の二箇所に分布し、それぞれLHのサージ状分泌とパルス状分泌を制御している。本研究では、繁殖中枢における機能が不明なペプチド・アドレノメデュリン (AM) について、視索前野キスペプチンニューロンへの作用を介してLHサージに及ぼす影響を解明することを目指した。モデル動物であるラットにおいてAMの側脳室内投与を行った結果、LHのサージ状分泌には影響しなかった一方、LHのパルス状分泌が抑制された。またシバヤギにおいてもAMの側脳室内投与を行った結果、同様にLHのパルス状分泌が抑制された。以上の結果より、ペプチドAはLHのサージ状分泌ではなくパルス状分泌制御に関わる新奇因子であるとして、以後その作用機序の解明を目指した。AMの側脳室内投与を行ったラットの脳を採取し、in situ hybrization法によりキスペプチン遺伝子発現細胞数を解析した結果、AM投与によりキスペプチンニューロンへの影響は見られなかった。また無処置ラットの脳切片において、キスペプチンニューロン上のAM受容体の局在を二重染色法により解析した結果、共局在率は低かった。さらにヤギにおいてAMの側脳室内投与を行い、キスペプチンニューロンの多ニューロン発火活動を記録した結果、AM投与による変化は見られなかった。以上の結果より、AMはキスペプチンニューロンとは異なる経路を介してLHのパルス状分泌抑制に寄与することが示唆された。以上の成果を国際学会 (Neuroscience meeting 2022) で発表した。
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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
LHのサージ状分泌制御に働く新奇因子にAMは該当しないことが明らかになり、本研究の当初の方向性とは異なる方針に変更することになった。しかしながら、AMがLHのパルス状分泌制御に関わることがラットとヤギという異なる2つの動物種で同様に明らかになり、またその作用経路についても新たな知見を得た。本研究で得られた結果は哺乳類の繁殖機能制御機構を解き明かす上で非常に重要であり、概ね順調であると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究においては、AMがLHのパルス状分泌抑制に働く作用機序を明らかにすることを目的とする。これまでの研究によりその作用機序がキスペプチンニューロン以外の何らかのニューロンを介することが示唆されている。その他これまでに、繁殖中枢制御に関わる主なニューロン上でのAM受容体の局在、脳内の各領域におけるAM脳室内投与後の神経活性マーカーc-Fosタンパク質の発現などを解析した。それらの結果を踏まえ、AMが主に作用していると考えられる脳内の領域の候補を選抜した。今後、それらの領域に局所的にAMを投与し、それによってLHパルス動態が変化するかどうか解析を進めていく。またAMが下垂体に直接作用する可能性について検討するため、ラット下垂体の初代培養細胞を用い、AMを添加して培養した時の培養液中LH濃度を解析する。AMが下垂体前葉細胞に直接影響しLH分泌を制御することが明らかになった場合、末梢血中にAMを投与しLHパルス動態の変化を解析する。以上の実験により、脳内および末梢で発現するAMが、どのような作用機序で総合的にLHパルス状分泌に作用し繁殖機能制御に働くかを解明する。
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