2013 Fiscal Year Annual Research Report
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24689013
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| Research Institution | National Institute for Basic Biology |
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Principal Investigator |
檜山 武史 基礎生物学研究所, 統合神経生物学研究部門, 助教 (90360338)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 体液 / 脳神経 / イオンチャネル / エンドセリン |
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| Research Abstract |
体液のナトリウム（Na+）濃度は常に脳で監視されており、水分や塩分の摂取及び排出の制御を通じて135～145 mMに厳密に維持されている。我々の研究から、脳において体液中のNa+濃度上昇を検出するセンサーがNaxチャンネルであることがわかっている。昨年度、細胞外環境のエンドセリンの濃度が高まると、NaxはエンドセリンB型受容体(ETBR)を介した調節を受け、平常時のNaレベルでも開口するようになることを報告した。Naxは、末梢神経系では非ミエリン化シュワン細胞に発現しているが、本年度、その役割について解析したところ、末梢神経系の軸索切断後における軸索の再伸長過程において、ETBRを介したNaxの活性化とそれに続く乳酸の放出が重要な役割を担っていることが明らかになった。
Naxは、体液Na+レベル上昇を感知して、塩分摂取を回避する行動の制御に関わっていることがわかっているが、逆に、塩分欠乏時に塩分摂取を促進する行動が制御される仕組みについては、詳細は不明なままである。これまでに、アンジオテンシンIIを脳室内に投与すると塩分及び水分の摂取行動が促進されることが知られていることから、その機構の解明に取り組んだ。まず、アンジオテンシンII受容体を発現する細胞の同定に成功した。また、Naxが体液Na+レベルの検出を行い、塩分摂取行動を制御するための中枢として機能していることがわかっている脳弓下器官のアンジオテンシンII発現細胞が投射する神経核の同定に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
マウスの交配計画の遅れなどから、TetTagマウスを用いた研究など一部遅れ気味の研究もあるものの、当初計画にはなかった、エンドセリンによるNa+センサーNaxの調節機構の解明と、その末梢神経における役割の解明に成功した。また、塩分摂取行動の制御におけるアンジオテンシンIIの役割については、順調に研究が進んでいる。いずれも、塩分に対する欲求性制御機構の解明に一歩近づく重要な知見であり、総合的にみると順調に進展しているが、当初の計画の中で未達成の部分が残っているため、一部次年度に繰り越す。
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| Strategy for Future Research Activity |
１、飲水行動制御に関わる浸透圧センサーの探索：脳室内への高浸透圧溶液注入時の飲水量を測定することにより、TRPV4とNaxが飲水行動制御に関与することが明らかとなった。そこで、それぞれのシングルノックアウトマウスとダブルノックアウトマウスの高浸透圧溶液注入時の飲水量を測定し、比較することにより、２つの分子の飲水行動制御における関係姓を明らかにする。２つの分子の間に何らかの関係が明らかとなった場合は、そのメカニズムについても検討する。
２、塩分摂取行動の制御におけるアンジオテンシンIIの役割に関する解析：SFOにおいてアンジオテンシンII受容体を発現する神経細胞がグルタミン酸作動性であることや、その中である神経核に投射する細胞が塩分摂取行動を担っていることが明らかになった。そこで、その神経核に投射するグルタミン酸作動性神経細胞に特異的に光活性化型チャンネル(ChR2)やポンプ(ArcT)を発現したマウスを作成し、光刺激による塩分摂取行動の制御を試みる。そのために、グルタミン酸受容体にCreリコンビナーゼを発現するvglut2-creマウスの分界上床核にChR2やArcT遺伝子をloxP配列で挟んだものを組み込んだ逆行性遺伝子輸送発現ウィルスベクターを導入し、光刺激時の塩分摂取行動を測定する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
遺伝子改変マウスが当初の想定通りに増えず、当初計画していた実験の一部が実施できなかった。
TetTagマウスを用いた感覚性脳室周囲器官におけるマーカー分子の発現分布解析を実施する他、TRPV1及びTRPV4ノックアウトマウスの解析、塩分摂取行動に関わると考えられる神経活動の光制御実験に用いる。
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