恒温動物への進化の基盤としての視床下部―下垂体調節機構

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25840115
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 岡田 令子 静岡大学, 理学(系)研究科(研究院), 講師 (50386554)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 両生類 / 環境適応 / 温度 / 下垂体 / 視床下部

Outline of Annual Research Achievements

恒温動物の体温維持には、視床下部ー下垂体ー甲状腺系による調節が重要な役割を果たしている。すなわち、体温低下を感知すると視床下部での甲状腺刺激ホルモン放出ホルモン（TRH）の合成が高まり、TRHの刺激により下垂体からの甲状腺刺激ホルモン（TSH）が放出され、TSHが熱代謝促進作用を有する甲状腺ホルモンの分泌を促進する。一方、変温動物の視床下部ー下垂体ー甲状腺系にはTRHはほとんど関わっていないこと、TSHの促進ホルモンとして副腎皮質刺激ホルモン放出因子（CRF）が主として機能していることが明らかになっている。本研究は、変温動物から恒温動物への移行が、両生類においてどこまで準備され、いかなる内分泌的要因が両生類をして変温動物にとどまらせているのかを明らかにすることを目的とする。
本年度は昨年度に引き続きTRH発現に及ぼす低温の影響を詳細に検討し、ウシガエル視床下部におけるTRH mRNAの発現はより短期間の低温刺激により増大することを明らかにした。また、低温によって下垂体におけるプロラクチン（PRL） mRNAレベルが上昇することを見出した。一方、哺乳類下垂体からの副腎皮質刺激ホルモン（ACTH）の放出促進因子であるCRFは、前述のように両生類の下垂体に対しては強力なTSH放出因子として働く。両生類ACTH細胞に対しては、CRFではなくアルギニンバソトシン（AVT）が高い放出活性を示すこと、またカエル脳に存在する機能未知のペプチドがACTHの抑制作用を示すことが明らかになった。さらに、低温順応時の生体内での生理的調節機構に着目し、ニホンアマガエルが極度の低温にさらされると、グリセロールの合成が高まること、その輸送にはアクアグリセロポリンであるAQP9が関与している可能性があることを明らかにした。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

昨年度に引き続き、低温により発現レベルが変動するウシガエルの視床下部因子を明らかにする研究を行った。また、アマガエルが極度の低温にさらされた際、グリセロールおよびグルコースが耐凍物質として働き、その調節にはアクアグリセロポリンであるAQP9が関与していることを明らかにできた。

Strategy for Future Research Activity

低温によりカエル視床下部において発現レベルが変化する因子の解明を引き続き行う。また、TRH、CRF、AVTおよびその他の視床下部因子が下垂体ホルモンの放出に及ぼす影響を、ホルモンの発現、分泌、および受容体の発現という観点から明らかにしていく予定である。一方、低温（凍結）順応時にカエルの生体内ではグリセロールに加えグルコースの合成、蓄積が高まっているらしいことがわかってきている。耐凍物質としてのグルコースに着目し、グルコース合成系に関わる因子および輸送体の同定・発現・局在の解析を行っていく。

Research Products

• [Journal Article] Molecular cloning of cDNA encoding an aquaglyceroporin, AQP-h9, in the Japanese tree frog, Hyla japonica: possible roles of AQP-h9 in freeze tolerance. (2015)
  • Author(s): Hirota, A., Takiya, Y., Sakamoto, J., Shiojiri, N., Suzuki, M., Tanaka, S., Okada., R.
  • Journal Title: Zool Sci Volume: 32 Pages: 296－306
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Molecular and cellular characterization of urinary bladder-type aquaporin in Xenopus laevis. (2015)
  • Author(s): Shibata, Y., Katayama, I., Nakakura, T., Ogushi, Y., Okada, R., Tanaka, S., Suzuki, M.
  • Journal Title: Gen. Comp. Endocrinol Volume: in press Pages: in press
  • DOI: 10.1016/j.ygcen.2014.09.001.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] ウシガエル下垂体前葉におけるPOMC mRNAの発現に及ぼすAVTの影響 (2014)
  • Author(s): 四元優太郎，山本和俊，菊山榮，岡田令子
  • Organizer: 平成26年度日本動物学会中部支部大会
  • Place of Presentation: 石川県鳳珠郡能登町 ホテルのときんぷら
  • Year and Date: 2014-11-22 – 2014-11-24
• [Presentation] Aquaporins involve in freeze-tolerance in hibernating Japanese green tree frog, Hyla japonica. (2014)
  • Author(s): Hirota, A., Takiya, Y., Suzuki, M., Shiojiri, N., Tanaka, S., Okada, R.
  • Organizer: 8th International Symposium on Amphibian and Reptilian Endocrinology and Neurobiology
  • Place of Presentation: 愛知県岡崎市 岡崎コンファレンスセンター
  • Year and Date: 2014-11-07 – 2014-11-09
• [Presentation] Elevation of thyrotropin-releasing hormone precursor mRNA expression in the amphibian brain in response to cold temperature. (2014)
  • Author(s): Kowata, N., Nakano, M., Kobayashi, T., Hasunuma, I., Yamamoto, K., Kikuyama, S., Okada, R.
  • Organizer: 8th International Symposium on Amphibian and Reptilian Endocrinology and Neurobiology
  • Place of Presentation: 愛知県岡崎市 岡崎コンファレンスセンター
  • Year and Date: 2014-11-07 – 2014-11-09
• [Presentation] Molecular evolution and physiological roles of aquaporins expressed in anuran osmoregulatory organs. (2014)
  • Author(s): Suzuki, M., Shibata, Y., Okada, R.
  • Organizer: 8th International Symposium on Amphibian and Reptilian Endocrinology and Neurobiology
  • Place of Presentation: 愛知県岡崎市 岡崎コンファレンスセンター
  • Year and Date: 2014-11-07 – 2014-11-09
  • Invited
• [Presentation] Arginine vasotocin receptors in the amphibian brain and pituitary. (2014)
  • Author(s): Hasunuma, I., Toyoda, F., Okada, R., Yamamoto, K., Iwamuro, S., Kikuyama, S.
  • Organizer: 8th International Symposium on Amphibian and Reptilian Endocrinology and Neurobiology
  • Place of Presentation: 愛知県岡崎市 岡崎コンファレンスセンター
  • Year and Date: 2014-11-07 – 2014-11-09
  • Invited
• [Presentation] Angiogenesis in the pars intermedia of the pituitary alters its structure and function. (2014)
  • Author(s): Nakakura, T., Unnno, K., Okada, R., Suzuki, M., Jansen, E.J.R., Martens, G.J.M., Kikuyama, S., Tanaka, S.
  • Organizer: 8th International Symposium on Amphibian and Reptilian Endocrinology and Neurobiology
  • Place of Presentation: 愛知県岡崎市 岡崎コンファレンスセンター
  • Year and Date: 2014-11-07 – 2014-11-09
• [Presentation] Spatial and temporal expression of aquaporins, AQP2 and AQP3, in the kidney during metamorphosis of the tree frog, Hyla japonica. (2014)
  • Author(s): Ueno, T., Shibata, Y., Sano, H., Yamashita, S., Okada, R., Suzuki, M.
  • Organizer: 8th International Symposium on Amphibian and Reptilian Endocrinology and Neurobiology
  • Place of Presentation: 愛知県岡崎市 岡崎コンファレンスセンター
  • Year and Date: 2014-11-07 – 2014-11-09
• [Presentation] 凍結時のアマガエル肝臓におけるGLUT2の発現 (2014)
  • Author(s): 岡田令子，廣田敦司，滝谷優，鈴木雅一，田中滋康
  • Organizer: 日本動物学会第85回大会
  • Place of Presentation: 宮城県仙台市 東北大学川内キャンパス
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] アマガエル凍結時のグリセロールおよびアクアグリセロポリンの機能 (2014)
  • Author(s): 廣田敦司，滝谷優，鈴木雅一，塩尻信義，田中滋康，岡田令子
  • Organizer: 日本動物学会第85回大会
  • Place of Presentation: 宮城県仙台市 東北大学川内キャンパス
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] 有尾両生類における腹側皮膚型アクアポリン（AQPa2S）の機能と分子進化 (2014)
  • Author(s): 柴田侑毅，Hillyard, S.D.，岡田令子，田中滋康，鈴木雅一，長井孝紀
  • Organizer: 日本動物学会第85回大会
  • Place of Presentation: 宮城県仙台市 東北大学川内キャンパス
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] アフリカツメガエルを用いた消化管の絶食／再摂食に対する応答の検討 (2014)
  • Author(s): 玉置啓二，岡田令子，石原顕紀，望月和樹，山内清志
  • Organizer: 日本動物学会第85回大会
  • Place of Presentation: 宮城県仙台市 東北大学川内キャンパス
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13