ホルモンと神経伝達物質のシグナルの統合による配偶子インテグリティ制御機構の解明

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Ensuring integrity in gametogenesis
• Project/Area Number: 21H00226
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 丹羽 隆介 筑波大学, 生存ダイナミクス研究センター, 教授 (60507945)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ホルモン / 神経伝達物質 / 生殖幹細胞 / ショウジョウバエ

Outline of Annual Research Achievements

代表者は、ショウジョウバエのメス生殖幹細胞（fGSC）に注目し、（１）液性因子によるfGSC増殖制御の研究、（２）食餌糖依存的な生殖幹細胞増殖のメカニズムの追究、および（３）fGSCクオリティマーカーの同定と活用、の３点の研究に取り組んだ。（３）については残念ながら有意な進捗を得ることが出来なかったが、（１）と（２）については以下の成果を得た。

（１）液性因子によるfGSC増殖制御の研究：２種類の神経ペプチド（本文書ではペプチドAおよびペプチドBと呼称） が fGSC 増殖に及ぼす役割を追究した。いずれも、脳神経細胞から分泌されて卵巣にて受容されること、また卵巣内のある種の体細胞での受容体を介したシグナリングがニッチシグナルに影響を与えることを見出した。一方で、ペプチドA は fGSC 増殖の抑制に効果を持つが、ペプチドB は交尾に伴う fGSC 増殖に作用し、２つのペプチドで異なる作用を持つことを明らかにした。一連の成果の公表に向けた論文執筆を開始している。

（２）食餌糖依存的な生殖幹細胞増殖のメカニズムの追究：fGSC ニッチに作用する神経ペプチドであるニューロペプチドF（NPF）について、交尾依存的な腸内分泌細胞からのNPF分泌とfGSCの増殖に、餌に由来する糖の中でもフルクトース（果糖）が選択的に影響を与えることを解明した。この際、腸内分泌細胞に存在するフルクトース（果糖）に対する味覚受容体が、餌中の糖から変換される代謝糖を感知することでNPFの分泌を促した。一方で、食餌からの糖の摂取量が不十分だと、fGSCの増殖および造卵は活性化されなかった。一連の成果をScience Advances誌にて発表した。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Circulating fructose regulates a germline stem cell increase via gustatory receptor-mediated gut hormone secretion in mated Drosophila (2023)
  • Author(s): Hoshino R, Sano H, Yoshinari Y, Nishimura T, Niwa R
  • Journal Title: Science Advances Volume: 9 Pages: eadd5551
  • DOI: 10.1126/sciadv.add5551
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] A role of endogenous fructose production in mating-induced germline stem cell proliferation in the fruit fly Drosophila melanogaster (2023)
  • Author(s): Hoshino R, Sano H, Yoshinari Y, Nishimura T, Niwa R
  • Organizer: 日本農芸化学会2023年度大会
  • Invited
• [Presentation] Circulating fructose regulates mating-induced increase in germline stem cell via gustatory receptormediated enteroendocrine hormone release in Drosophila melanogaster (2022)
  • Author(s): Hoshino R, Sano H, Yoshinari Y, Nishimura T, Niwa R
  • Organizer: 15th Japan Drosophila Research Conference
• [Presentation] ショウジョウバエにおける循環フルクトースによる腸内分泌細胞からのホルモン分泌制御 (2022)
  • Author(s): 星野 涼, 佐野 浩子, 吉成 祐人, 西村 隆史, 丹羽 隆介
  • Organizer: 食欲・食嗜好を形成する感覚・内分泌・神経基盤研究会
• [Presentation] Circulating fructose regulates a germline stem cell increase via gastatory receptor-mediated gut hormone release in mated Drosophila melanogaster (2022)
  • Author(s): Niwa R
  • Organizer: Insect Reproductive Molecules and Their Mechanisms: Bringing New Tools and Ideas for Agriculture
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] An increase in Drosophila female germline stem cells is regulated by circulating fructose through gustatory receptormediated gut hormone release (2022)
  • Author(s): Hoshino R, Sano H, Yoshinari Y, Nishimura T, Niwa R
  • Organizer: The International Symposium “Totipotency and Germ Cell Development”
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] 筑波大学プレスリリース
  • URL: https://www.tsukuba.ac.jp/journal/medicine-health/20230225040000.html
• [Remarks] 群馬大学プレスリリース
  • URL: https://www.gunma-u.ac.jp/information/152687
• [Remarks] 久留米大学プレスリリース
  • URL: https://www.kurume-u.ac.jp/joint/research/640a81b3aaabb309da499ef6/
• [Remarks] AMED-CRESTプレスリリース
  • URL: https://www.amed.go.jp/content/000109882.pdf
• [Remarks] Phys.org
  • URL: https://phys.org/news/2023-02-fruit-fly-gut-reproduction-fructose.html