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2011 Fiscal Year Annual Research Report

魚類の海水適応を支配する脳と腸の内分泌相関

Research Project

Project/Area Number 23247010
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

竹井 祥郎  東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (10129249)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 安藤 正昭  東京大学, 大気海洋研究所, 特任研究員 (10100976)
日下部 誠  東京大学, 大気海洋研究所, 助教 (40451893)
椋田 崇生  広島大学, 総合科学部, 助教 (60346335)
Keywords浸透圧調節 / 脳ホルモン / 消化管ホルモン / 飲水行動 / トランスクリプトーム解析 / 海水適応 / イオン輸送体 / 腎作用
Research Abstract

本年度は、次のテーマの研究を進め、それらの成果は16報の査読のある英文原著論文、および1報の招待された和文総説として公表した。
1.リラキシン3と名付けたホルモンが魚類で多様化していること、および脳のいくつかの神経核に局在していることをin situ hybridizationにより明らかにした。多様化していることはリラキシン3の魚類における重要性を示しており、浸透圧調節における役割を今後明らかにする予定である。
2.魚類における飲水調節の中枢として、延髄にある脳室周囲器官である最後野に注目をしてその役割を明らかにした。すなわち、この血液脳関門がない部位は血液中のホルモンを受容する窓として働き、その部位を破壊すると飲水調節ホルモンを血液中に投与しても効かなくなることを証明した。また、この部位にホルモンを投与すると、飲水が変化することを明らかにした。
3.海水適応に関して、海水中のNaやClの濃度は体液の3-4倍であるが、MgやSO_4等の2価イオンは30-50倍になる。そこで、SO_4の調節に関して海水より淡水でその血漿濃度がウナギを用いて、腎臓がその調節に重要であることを分子生理学的に明らかにした。すなわち、腎尿細管で盛んにSO_4を再吸収をする淡水型から盛んに分泌をする海水型へのスイッチが海水中のClイオンにより行われること、またスイッチングにより発現が大きく変化する輸送体分子を同定すると共に、尿細管上皮細胞における局在を免疫組織化学的に明らかにした。
4.高血圧や心不全を増悪させる因子として盛んに研究されているレニン・アンジオテンシン系をヤツメウナギで初めて同定し、サメから人までよく配列が保存されていたアンジオテンシンが、円口類であるヤツメウナギではかなり配列が異なることを明らかにした。このホルモンをウナギに投与してもほとんど効果がないため、ホルモンと受容体の共進化という観点から興味がもたれる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初の計画と比較すると、研究の進行にともなっていろいろ面白いことが見つかってきたため、かなり変更を余儀なくされた。しかし、新しい方向の研究が大きく進展し、多くの原著論文として高いインパクトファクターの学術雑誌に多数発表することができたため。

Strategy for Future Research Activity

本研究課題で最も注目していたVasoactive Intestinal Peptide(VIP)に関して、脳と腸双方に多量に遺伝子が発現しており、脳では飲水抑制作用が、腸ではイオンの吸収抑制作用が見られることをpreliminaryに見ている。しかし、このホルモンを担当していた大学院生が昨年末より体調を崩し、4月より休学している。本人はこの研究を継続したい気持ちが強いため、VIPの研究担当者を変えることなく、復帰するまで待ちたいと思っている。このことにより研究計画が大きく変わることはない。

  • Research Products

    (31 results)

All 2012 2011 2010 Other

All Journal Article (17 results) (of which Peer Reviewed: 17 results) Presentation (13 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Vigorous SO_4^<2-> influx via the gills is balanced by enhanced SO_4^<2-> excretion by the kidney in eels after seawater adaptation2012

    • Author(s)
      Watanabe, T.
    • Journal Title

      J.Exp.Biol.

    • DOI

      DOI:10.1242/jeb.063511

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Profiling differential gene expression of symbiotic and aposymbiotic corals using a high coverage gene expression profiling (HiCEP) analysis2011

    • Author(s)
      Yuyama, I., Watanabe, T., and Takei, Y.
    • Journal Title

      Marine Biotech.

      Volume: 13 Pages: 32-40

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Shared and separate functions of the RAMP-based adrenomedullin receptors2011

    • Author(s)
      Kuwasako, K., Kitamura, K., Nagata, S., Hikosaka, T., Takei, Y., and Kato, J.
    • Journal Title

      Peptides

      Volume: 32 Pages: 1540-1550

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Potent cardiovascular effects of homologous urotensin II (UII)and UII-related peptide in conscious eels after peripheral and central injections2011

    • Author(s)
      Nobata S.
    • Journal Title

      Am.J.Physiol.

      Volume: 300 Pages: R437-R446

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characterization of a native angiotensin from an anciently diverged serine-protease inhibitor in lamprey2011

    • Author(s)
      Wong, M.K.S.
    • Journal Title

      J.Endocrinol.

      Volume: 209 Pages: 127-137

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] B-type natriuretic peptide (BNP), but not ANP, is the basic cardiac natriuretic peptide in vertebrates2011

    • Author(s)
      Takei, Y.
    • Journal Title

      Gen.Comp.Endocrinol.

      Volume: 171 Pages: 258-266

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The area postrema in hindbrain is a central player for regulation of drinking behavior in eels, Anguilla japonica2011

    • Author(s)
      Nobata, S.
    • Journal Title

      Am.J.Physiol.

      Volume: 300 Pages: R1569-R1577

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Molecular physiology and functional morphology of sulfate excretion by the kidney of seawater-adapted eels2011

    • Author(s)
      Watanabe, T.
    • Journal Title

      J.Exp.Biol.

      Volume: 214 Pages: 1783-1790

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Environmental factors responsible for switching of the SO_4^<2-> excretory system in the kidney of seawater eels2011

    • Author(s)
      Watanabe, T.
    • Journal Title

      J.Exp.Biol.

      Volume: 301 Pages: R402-R411

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Localization of diversified relaxin gene transcripts in the brain of eels2011

    • Author(s)
      Hu, G.-B.
    • Journal Title

      Gen.Comp.Endocrinol.

      Volume: 172 Pages: 430-439

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evolutionary implication of the absence of atrial natriuretic peptide (ANP) in euryhaline Oryzias fishes2011

    • Author(s)
      Inoue, K.
    • Journal Title

      Environ.Biol.Fish.

    • DOI

      DOI 10.1007/s10641-011-9852-9

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Distinct natriuretic peptides interact with ACTH for cortisol secretion from interrenal tissue of eels in different salinities2011

    • Author(s)
      Ventura, A.
    • Journal Title

      Gen.Comp.Endocrinol.

      Volume: 173 Pages: 129-138

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Relative dipsogenic potencies of six natriuretic peptides in eels2011

    • Author(s)
      Miyanishi, H.
    • Journal Title

      Zool.Sci.

      Volume: 28 Pages: 719-726

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 海から陸へ:生命進化とナトリウム利尿ペプチド2011

    • Author(s)
      竹井祥郎
    • Journal Title

      Modern Physician

      Volume: 31 Pages: 679-683

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Water deprivation induces appetite and alters metabolic strategy in Notomys alexis : unique mechanisms for water production in the desert2011

    • Author(s)
      Takei,Y.
    • Journal Title

      Proceedings B

    • DOI

      DOI:10.1098/rspb.2011.2627

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The presence of teleost-type angiotensin components in lamprey buccal gland suggests a role in endocrine mimicry2011

    • Author(s)
      Wong, M.K.S.
    • Journal Title

      Biochemie

      Volume: 94 Pages: 637-648

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Medaka Osmotic stress transcription factor 1b (Ostf1b/TSC22D3-2) triggers hyperosmotic responses of different ion transporters in medaka gill and human embryonic kidney cells via the JNK signaling pathway2010

    • Author(s)
      Tse, K.F.W.
    • Journal Title

      Int.J.Biochem.Cell.Biol.

      Volume: 43 Pages: 1764-1775

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 日本ウナギにおける延髄最後野を介したイソトシンの飲水促進作用2012

    • Author(s)
      野畑重教
    • Organizer
      第36回日本比較内分泌学会
    • Place of Presentation
      慶応大医学部講堂(東京)
    • Year and Date
      2012-01-07
  • [Presentation] Endocrine mimicry in lamprey2011

    • Author(s)
      Wong, M.K.S.
    • Organizer
      第36回日本比較内分泌学会
    • Place of Presentation
      都道府県学会(東京)
    • Year and Date
      2011-11-23
  • [Presentation] 海水ウナギの延髄最後野ニューロンの飲水調節ホルモンに対する応答2011

    • Author(s)
      安藤正昭
    • Organizer
      第36回日本比較内分泌学会
    • Place of Presentation
      都道府県学会(東京)
    • Year and Date
      2011-11-23
  • [Presentation] 日本ウナギに末梢投与されたイソトシンは延髄最後野を介して飲水を促進する2011

    • Author(s)
      野畑重教
    • Organizer
      第36回日本比較内分泌学会
    • Place of Presentation
      都道府県学会(東京)
    • Year and Date
      2011-11-23
  • [Presentation] 汽水棲カニクイガエルの血漿AngII,aldo,AVT濃度に及ぼす感想と海水順化処理の影響2011

    • Author(s)
      内山実
    • Organizer
      第36回日本比較内分泌学会
    • Place of Presentation
      都道府県会館(東京)
    • Year and Date
      2011-11-23
  • [Presentation] 心臓型ナトリウム利尿ペプチドノックダウンによるメダカ初期胚での浸透圧調節に関わる作用2011

    • Author(s)
      宮西弘
    • Organizer
      第36回日本比較内分泌学会
    • Place of Presentation
      都道府県会館(東京)
    • Year and Date
      2011-11-23
  • [Presentation] 体液調節機構の個体発生と系統発生-魚類研究からの発信-2011

    • Author(s)
      竹井祥郎
    • Organizer
      第33回日本小児体液研究会
    • Place of Presentation
      日本医大医学部講堂(東京)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-08-27
  • [Presentation] Guanylin as an essential hormone for seawater adaptation in fishes2011

    • Author(s)
      竹井祥郎
    • Organizer
      International Joint Meeting of Cellular and Molecular Physiology in Epithelia
    • Place of Presentation
      北里大薬学部講堂(東京都)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-07-30
  • [Presentation] Reverse phylogenetic approach to discovery of novel adrenomedullins in mammal2011

    • Author(s)
      Takei Y.
    • Organizer
      International Congress of Comparative Physiology and Biochemistry
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(名古屋市)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-05-31
  • [Presentation] Functional analyses of the cardiac natriuretic peptides in medaka using a knockdown technology2011

    • Author(s)
      Miyanishi, H.
    • Organizer
      International Congress of Comparative Physiology and Biochemistry
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(名古屋市)
    • Year and Date
      2011-05-31
  • [Presentation] Unique structure and functions of lamprey angiotensin II suggest a separate path of renin-angiotensin system evolution2011

    • Author(s)
      Wong, M.K.S.
    • Organizer
      International Congress of Comparative Physiology and Biochemistry
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(名古屋市)
    • Year and Date
      2011-05-31
  • [Presentation] Environmental factors responsible for switching on renal SO_4^<2-> regulatory systems in seawater eels2011

    • Author(s)
      Watanabe, T.
    • Organizer
      International Congress of Comparative Physiology and Biochemistry
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(名古屋市)
    • Year and Date
      2011-05-31
  • [Presentation] Guanylin enhances Cl^- permeability across the intestine of the eel acclimated to sea water2011

    • Author(s)
      Ando, M.
    • Organizer
      International Congress of Comparative Physiology and Biochemistry
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(名古屋市)
    • Year and Date
      2011-05-31
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.aori.u-tokyo.ac.jp/

URL: 

Published: 2013-06-26  

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