2013 Fiscal Year Research-status Report
GnRHパルスジェネレーターに対するニューロキニンの生理作用の解析
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25871109
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | National Institute of Agrobiological Sciences |
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Principal Investigator |
若林 嘉浩 独立行政法人農業生物資源研究所, 動物生産生理機能研究ユニット, 研究員 (00510695)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | キスペプチン / ニューロキニンB / 弓状核 |
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| Research Abstract |
弓状核キスペプチンニューロン神経系は、性腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)/黄体形成ホルモン(LH)のパルス状分泌を制御する最上位中枢と考えられ、このニューロン群の周期的な同期発火活動が、パルス状GnRH/LH分泌の根源であることが示唆されている。しかし、この同期発火がどのようにして制御されているかは不明である。近年、弓状核キスペプチン(kiss)ニューロンに共発現するニューロキニンB(Neurokinin B; 以下NKB)が、弓状核kissニューロン群の同期発火活動の制御にとって重要な役割を持つことが示唆されている。
本研究では、弓状核kissニューロン群の同期発火活動はNKBを介して引き起こされるという仮説を立て、これを証明するために、シバヤギを用いて、1)弓状核kissニューロン群へのNKB局所投与あるいは局所電気刺激をした部位における神経活動をリアルタイムに記録する手法を構築する。そして、2)この局所投与/刺激/記録システムを用いて、NKBの局所投与およびNKB受容体を阻害した際の神経活動変化および血中LH濃度の動態を同時に解析する。これらの研究により、NKBのパルス状GnRH/LH分泌制御における役割を明らかにすることを目的とする。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究計画書に記載された方法論に即し、まず既存の多ニューロン発火活動(multiple unit activity)記録電極の改良を行った。すなわち、ヤギ弓状核キスペプチンニューロン近傍に薬剤を局所微量投与するためのガイドカニューラとその近傍に記録電極を配置した形状の局所投与/記録電極を作製することができた。この局所投与/記録電極を4頭のシバヤギ弓状核に留置した。このうち、２頭のヤギより、弓状核キスペプチンニューロン群の一過性の同期発火活動（MUAボレー）が記録可能であった。このうちの１頭を用いて、弓状核への生理食塩水およびNKBの局所投与を行った。この結果、生理食塩水の局所投与では神経活動は全く変化しなかったのに対して、NKBの局所投与によって直ちにMUAボレーが誘起された。また、MUAボレーと同期するパルス状LH分泌を解析するために、局所投与前後の血中LH濃度変動を測定した結果、NKBの局所投与によってパルス状LH分泌誘起されることが明らかとなった。これらの結果から、仮説通りにNKBは弓状核キスペプチンニューロンに直接作用して神経発火活動を誘起していることが示唆された。
本年度は計画通り、弓状核キスペプチンニューロン近傍へのNKBの局所投与と、投与部位において、投与と同時に神経活動を記録解析するシステムを構築することが出来た。留置手術の例数がまだ4例と少ないこと、また留置成功率が50%ではあるが、技術的な面では今後の研究計画を実行可能と判断できたデータが得られたため、研究はおおむね順調に進展していると自己判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度の結果から、仮説通りにNKBが弓状核キスペプチンニューロンに直接作用して一過性の同期発火活動を引き起こしていることが示唆された。このため、NKB局所投与実験の例数を増やし、データーの蓄積をはかると共に、NKBの受容体であるNK3Rに対する拮抗剤の投与による変化を、同システムを用いて解析する。計画上の問題点は特に発生していないため、研究計画に即して推進していく予定である。
一方、局所投与/MUA記録解析手法は、今後の電気刺激実験等に用いるためには、例数の確保と留置成功率を向上させる改善が必要であると思われる。特に、留置手術時の脳組織に対する物理的な障害を軽減するための電極先端の形状変更などの改善を進めていく予定である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
前年度は、主に局所投与/神経活動記録のシステムを構築することが目的で研究を行った。実験系の確立は順調に進んだものの、実験動物の例数の確保が困難であった。昨年度に投与予定であったNKBあるいはNKB受容体の拮抗阻害剤等の試薬は少量しか必要とならなかったため、当初の計画以下の研究費しか使用せず、次年度に繰り越しとなった。
本年度は、局所投与/神経記録可能な個体が大量に必要となるため、電極作製用の白金線や、昨年度にあまり必要とならなかったNKB、NK3Rアンタゴニスト、またDynorphin等の局所投与用試薬を購入する予定である。
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