イモリ性フェロモン情報処理機構の解明

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26440179
• Research Institution: Nara Medical University
• Principal Investigator: 豊田 ふみよ 奈良県立医科大学, 医学部, 講師 (10244708)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: フェロモン / ペプチド / ステロイド / プロラクチン / 性ホルモン

Outline of Annual Research Achievements

アカハライモリ雌誘引フェロモンの受容部位を解析した。雌誘引ペプチドソデフリンについては従来、嗅覚阻害実験や嗅電図応答実験により、主に鋤鼻嗅覚上皮で受容されると考えられていたが、鋤鼻細胞でソデフリン刺激により細胞内Ca濃度の上昇が生じること、またそのような応答細胞はプロラクチンとエストラジオールにより増加することがCa-イメージング法により明らかとなった。また鋤鼻嗅覚上皮で雌誘引ステロイド(androstenedione, pregnenolone)に対する嗅電図応答を確認し、その応答性もまた同様のホルモンにより増大することを示した。BSAを結合させたAndrostenedioneでも嗅電図応答が生じることから、androstenedioneもまた細胞膜上の受容体に作用すると考えられる。雌誘引ステロイドとソデフリンとの間には嗅電図応答に相乗効果があることから、今回の成果は今後の雌誘引フェロモンの相互作用の細胞レベルでの詳細な解析のための足掛かりとなる。
雌誘引フェロモンの受容部位である鋤鼻嗅覚上皮にDiIを注入し、受容細胞より中枢へ向かう神経をトレースした結果、第一投射経路は副嗅球であると考えられた。今後はさらに高次投射部位を明らかにし、受容部位のフェロモン暴露により投射部位でのいかなる応答が生じるか電気生理学的、行動学的手法を用いて明らかにする。
雄誘引フェロモンの単離・同定に関しては、雌輸卵管水抽出物より雄誘引活性を有する物質の単離をゲルろ過および高速液体クロマトグラフィーを用いて行い、申請者らが開発し雌誘引活性測定に用いた行動測定法により、活性を調べた。その結果、２種類の雄誘引活性ペプチドの雄誘引物質の単離・同定に至った。今後は、アミノ酸シークエンサーを用いてアミノ酸配列を分析し、それをもとに化学合成した物質を作成し、雄誘引物質としての有効濃度を決定する。

Current Status of Research Progress

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

Reason

雌誘引フェロモン受容部位を明らかにしさらに投射部位を明らかにすることができた。これにより中枢のフェロモン情報処理機構について電気生理学的な研究を展開するための基盤ができた。また新たに雌の行動解析測定法の開発にも着手しており、電気生理学と行動解析により新たな展開が期待できると考えるため。

Strategy for Future Research Activity

雌誘引ペプチドと雌誘引ステロイドの相互作用の細胞レベルでの詳細な解析を主に電気生理学的手法を用いて行う。
雌誘引フェロモン情報の中枢における投射部位を順に探りあて、受容部位のフェロモン暴露により投射部位でいかなる応答が生じるか電気生理学的、行動学的研究により明らかにする。
雄誘引ペプチドに関してはアミノ酸シークエンサーを用いてアミノ酸配列を分析し、それをもとに化学合成した物質を作成し、雄誘引物質としての有効濃度を決定する。

Causes of Carryover

電気生理学用品（電極等の消耗品）の選定に予想以上の時間を要してしまい、次年度に持ち越さざるを得なくなったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

予定していた電気生理学用品（電極等の消耗品）の購入に充てる計画である。

Research Products

• [Journal Article] Expression of G Proteins in the Olfactory Receptor Neurons of the Newt Cynops pyrrhogaster: Their Unique Projection Into the Olfactory Bulbs (2014)
  • Author(s): Nakada,T., Hagino-Yamagishi, K.,Nakanishi, K., Yokosuka, M.,Saito,T.R.,Toyoda,F., Hasunuma,I., Nakakura, T., and Kikuyama, S.
  • Journal Title: J. Comp. Neurol. Volume: 522 Pages: 3501-3519
  • DOI: 10.1002/cne.23619
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Involvement of multiple hormones in the courtship behavior in the male newt, Cynops pyrrhogaster (2014)
  • Author(s): Toyoda, F., Hasunuma, I., Nakada, T., Haraguchi, S., Tsutsui, K., and Kikuyama, S.
  • Organizer: 8th International Symposium on Amphibian and Reptilian Endocrinology and Neurobiology
  • Place of Presentation: Okazaki Conference Center （愛知県岡崎市）
  • Year and Date: 2014-11-07 – 2014-11-09
• [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: Okazaki Conference Center （愛知県岡崎市）
  • Year and Date: 2014-11-07 – 2014-11-09
• [Presentation] Newt olfactory receptor neurons: Expression of G proteins and projection to the olfactory bulbs (2014)
  • Author(s): Nakada,T., Hagino-Yamagishi, K.,Nakanishi, K., Yokosuka, M.,Saito,T.R.,Toyoda,F., Hasunuma,I., Nakakura, T., and Kikuyama, S.
  • Organizer: 8th International Symposium on Amphibian and Reptilian Endocrinology and Neurobiology
  • Place of Presentation: Okazaki Conference Center （愛知県岡崎市）
  • Year and Date: 2014-11-07 – 2014-11-09
• [Presentation] イモリ性行動発現とフェロモン作用の内分泌調節 (2014)
  • Author(s): 豊田ふみよ
  • Organizer: 日本味と匂学会第４８回大会
  • Place of Presentation: 清水文化会館マリナート（静岡県静岡市）
  • Year and Date: 2014-10-02 – 2014-10-04
• [Presentation] プロラクチンとエストロジェンによる雌イモリ嗅感覚上皮の組織学的変化 (2014)
  • Author(s): 中田友明、中西功毅、横須賀誠、豊田ふみよ、菊山榮
  • Organizer: 日本味と匂学会第４８回大会
  • Place of Presentation: 清水文化会館マリナート（静岡県静岡市）
  • Year and Date: 2014-10-02 – 2014-10-04