ペプチドによる神経回路修飾の動態を単一ニューロン～神経回路レベルで俯瞰する

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25440166
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 阿部 秀樹 名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (90396804)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 神経修飾 / ペプチド / 開口放出 / イメージング / 初代培養

Outline of Annual Research Achievements

脳内ペプチドの単一細胞レベルでの放出機構と，個体レベルで現れる持続的行動変化の間に隠れて研究が進んでいない放出された神経ペプチドによる神経回路修飾の役割を探ることを目的として，生殖行動の動機づけに関わる終神経GnRH3ペプチド神経系をモデルとして以下の研究を実施した。
①嗅球神経回路に対するGnRH3ペプチドによる修飾機構を調べる過程で、コリン作動性入力がキンギョ終神経GnRH3ニューロンにバースト発火を誘起することが明らかになった。②その過程でキンギョ嗅球がドワーフグラミーよりも多量の終神経GnRH3ニューロンを含んでいることに気づき、簡単な培養操作によって終神経GnRH3ニューロンと同ニューロンから放出されるGnRHペプチドが神経修飾作用を及ぼす嗅球神経回路の両者を含んだ、キンギョ終神経GnRH3ニューロン・嗅球ニューロン共培養系を作出することに成功した。また同培養系に単一細胞electroporation法を適用し、多様な蛍光タンパク質遺伝子を目的に合わせて導入・発現させ、単一終神経GnRH3ペプチドニューロンにおける活動依存的な細胞内Ca2+濃度変化や分泌小胞輸送、局所開口放出のライブセルイメージングを行うことが可能となった。③GnRHペプチドが魚類視覚中枢である視蓋の神経活動をCa2+依存性K+電流を賦活することで抑制性に修飾することが明らかになった。

Research Products

• [Journal Article] Morphological analysis of the early development of telencephalic and diencephalic gonadotropin-releasing hormone neuronal systems in the enhanced green fluorescent protein-expressing transgenic medaka lines (2016)
  • Author(s): Takahashi, A., Islam, S.M., Abe, H., Okubo, K., Akazome, Y., Kaneko, T., Hioki, H., Oka, Y.
  • Journal Title: J. Comp. Neurol. Volume: 524 Pages: 896-913
  • DOI: 10.1002/cne.23883
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] GnRH suppresses excitability of visual-processing neurons in the optic tectum (2015)
  • Author(s): Umatani, C., Misu, R., Oishi, S., Yamaguchi, K., Abe, H., Oka, Y.
  • Journal Title: J. Neurophysiol. Volume: 114 Pages: 2775-2784
  • DOI: 10.1152/jn.00710.2015
  • Peer Reviewed
• [Presentation] メダカ視蓋ニューロン視覚応答特性のin vivo記録 (2015)
  • Author(s): 後藤友里・阿部秀樹
  • Organizer: 第11回水生動物の行動と神経系シンポジウム
  • Place of Presentation: 横浜市立大学医学部
  • Year and Date: 2015-12-05 – 2015-12-06
• [Presentation] 硬骨魚類における中枢視覚路の進化 (2015)
  • Author(s): 萩尾華子、佐藤萌、阿部秀樹、山本直之
  • Organizer: 第11回水生動物の行動と神経系シンポジウム
  • Place of Presentation: 横浜市立大学医学部
  • Year and Date: 2015-12-05 – 2015-12-06
• [Presentation] Evolution of the ascending visual pathways in teleosts (2015)
  • Author(s): Hagio, H. Satou, M. Abe, H. and Yamamoto, N.
  • Organizer: 45th Annual Meetings, Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: Chicago, USA
  • Year and Date: 2015-10-17 – 2015-10-21
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Neuromodulation of retino-tectal neurotransmission via extrahypothalamic GnRH neurons (2015)
  • Author(s): Umatani, C. Misu, R. Oishi, S. Abe, H. and Oka, Y.
  • Organizer: 45th Annual Meetings, Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: Chicago, USA
  • Year and Date: 2015-10-17 – 2015-10-21
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 脱分極刺激によって生じたキンギョ培養終神経GnRH3ニューロンにおける分泌小胞移動変化 (2015)
  • Author(s): 志賀将雄・阿部秀樹
  • Organizer: 日本動物学会8６回大会
  • Place of Presentation: 朱雀メッセ新潟コンベンションセンター
  • Year and Date: 2015-09-17 – 2015-09-19
• [Presentation] Neuromodulation in fish visual system via terminal nerve GnRH neurons (2015)
  • Author(s): Umatani, C., Misu, R., Oishi, S., Abe, H., Oka, Y.
  • Organizer: 第38回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場
  • Year and Date: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [Presentation] In vitro culture system of goldfish terminal nerve GnRH3 peptidergic neurons for studying peptide release and their neuromodulation mechanisms (2015)
  • Author(s): Abe, H. and Shiga, M.
  • Organizer: 第38回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場
  • Year and Date: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [Remarks] 名古屋大学大学院生命農学研究科水圏動物学研究分野
  • URL: https://www.agr.nagoya-u.ac.jp/~hikaku/
• [Remarks] 水圏動物学研究分野神経生理学研究グループ（阿部）
  • URL: https://lfbphysiol.wordpress.com/