下垂体ホルモンの産生・分泌制御におけるエリスロポイエチンの役割

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25870035
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Research Institution: Iwate University
• Principal Investigator: 山田 美鈴 (山口 美鈴) 岩手大学, 農学部, 准教授 (10414012)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: エリスロポイエチン / 神経 / 体液ホメオスタシス

Research Abstract

腎臓は、中枢神経内分泌系で産生されるホルモンと連携して、水分調節と代謝産物の再吸収・排泄を調節することにより、浸透圧や体液組成など体液ホメオスタシスを保つ。高地など低酸素圧環境下では、血中酸素分圧低下のみならず、時に体液ホメオスタシスにも影響を及ぼし、脳浮腫や高浸透圧血症など重篤な障害を引き起こすことがある。このように、体液調節を行う泌尿器系と酸素を常時多く必要とする中枢神経系は、血中酸素分圧低下時にはホルモンを介して互いに影響を及ぼす可能性がある。本研究では、低酸素時に中枢神経系と泌尿器系の両方で発現が増加するホルモンとして、エリスロポイエチン（EPO）に着目している。元来造血サイトカインとして発見されたEPOは、低酸素刺激に応じて腎臓で急激に産生し、赤血球を増加させる働きがある。また、EPOは虚血時に中枢神経系でも発現し、ニューロンの保護作用に関与していることが報告されている。これまでに中枢神経系の内分泌神経系で発現するEPOは、持続的低酸素刺激によりEPO-mRNA発現が強まり、特に神経性下垂体では定常時から発現が持続していることを確認している。そこで低酸素以外の発現増強刺激因子の存在を考え、下垂体でのEPO発現に着目している。下垂体は体液調節ホルモンや副腎皮質ホルモン放出刺激ホルモンの分泌場所でもあることから、摂取水分量変動がEPO遺伝子発現に与える影響について検討を行っているが、健常な生体内では体内水分量を一定に保つホメオスタシス機構もすばやく作用し、体内水分量が変動した状態を維持し続けることが難しい。内分泌神経系のEPO産生部位を絞りこみ、体液組成変化を即効的・持続的に与えるex vivo系やin vitro系等の新たな実験系の確立を今後検討する。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

健常な生体内では体内水分量を一定の範囲内に保つホメオスタシス機構も機能するため、体内水分量が変化した状態を長時間維持し続けることが難しい。また視床下部や下垂体等の標的部位の臓器が小さいため、実験に必要なRNAやタンパク抽出が通常の臓器より困難であり、抽出・濃縮方法のさらなる工夫が必要である。

Strategy for Future Research Activity

実験対象とする細胞の種類を決めるためにも、視床下部-下垂体系におけるEPO産生細胞とEPO受容体発現細胞の明確な特定は極めて重要であるため、重点的に進めたい。また、in vivo系の実験ばかりでなく、ex vivo系や初代培養細等を用いたin vitro系の実験系確立を進める。