2011 Fiscal Year Annual Research Report
多次元蛍光イメージングを応用した下垂体後葉ホルモンの新たな脳内生理機能の探索
Publicly Offered Research
| Project Area | Mutli-dimensional fluorescence live imaging of cellular function and molecular activity |
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| Project/Area Number |
23113518
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| Research Institution | University of Occupational and Environmental Health, Japan |
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Principal Investigator |
上田 陽一 産業医科大学, 医学部, 教授 (10232745)
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| Keywords | バゾプレッシン / オキシトシン / 蛍光タンパク / 遺伝子改変動物 / 光感受性タンパク / c-fos遺伝子 |
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| Research Abstract |
下垂体後葉ホルモン(バゾプレッシンおよびオキシトシン)は視床下部に局在する神経分泌ニューロンの細胞体で産生され、下垂体後葉に投射した軸索終末から血中に分泌される。バゾプレッシンは腎臓に作用して抗利尿ホルモンとして、オキシトシンは子宮筋や乳腺に作用して分娩や射乳を引き起こす。一方、脳内にも下垂体後葉ホルモンの受容体が広範に存在し、種々の高次脳機能に関与することが明らかになりつつある。
本研究課題では、下垂体後葉ホルモンを産生する神経分泌ニューロンとその神経活動をc-fos遺伝子発現を指標として蛍光タンパクによって可視化すること、さらには光感受性タンパク(チャネルロドプシン2(光興奮タンパク)およびハロロドプシン(光抑制タンパク))を導入したトランスジェニックラットを作出することにより神経活動を光照射により操作する方法を確立することを目的とした。本年度は、本学動物研究センターにて系代繁殖中のオキシトシンーmRFP1(赤色蛍光タンパク)トランスジェニックラットと新たに作出したc-fos-eGFP(緑色蛍光タンパク)トランスジェニックラットを交配し、ダブルトランスジェニックラットを作出した。このラットにCCK-8を腹腔内投与するとオキシトシン産生ニューロン(赤色蛍光(mRFP1)を示す)の神経核に緑色蛍光(eGFP)が発現するのを観察できた。さらに、バゾプレッシン遺伝子にチャネルロドプシン2-ハロロドプシン遺伝子を導入したバゾプレッシン-チャネルロドプシン2-ハロロドプシントランスジェニックラットを作出した。今後、パッチクランプ法等を駆使して光照射によって下垂体後葉ホルモン産生ニューロンの興奮性を光照射によって操作できるかどうかを検討する予定である。
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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
神経活動の指標としてc-fos遺伝子発現を蛍光タンパクにより可視化するためのトランスジェニックラットおよび下垂体後葉ホルモンを可視化したトランスジェニックラットとの交配によるダブルトランスジェニックラットの作出が実施できた。バゾプレッシン産生ニューロンに光感受性タンパク遺伝子を導入したトランスジェニックラットの作出が終了したところであり、今後、光照射の効果についてパッチクランプ法等によって検討する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
バゾプレッシンおよびオキシトシンを産生する神経分泌ニューロンの神経活動の可視化にc-fos遺伝子発現の蛍光タンパクによる可視化が有用であることの評価を種々の生理的刺激によって検証する。さらに、光感受性タンパク遺伝子を導入したトランスジェニックラットのバゾプレッシン産生ニューロンの神経活動を光照射によって操作する方法を確立する。また、オキシトシン産生ニューロンにも光感受性タンパク遺伝子を導入したトランスジェニックラットの作出を試みる。
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[Journal Article] Induction of arginine vasopressin-enhanced green fluorescent protein expression in the locus coemleus following kainic acid-induced seizures in rats2012
Author(s)
Ohno, M.Fujihara, H.Iwanaga, M.Todoroki, M.Katoh, A.Ohbuchi, T.Ishikura, T.Hamamura, A.Hachisuka, K., Ueta, Y.
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Journal Title
Stress
Volume: (in press)
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Upregulation of arginine vasopressin synthesis in the rat hypothalamus after kainic acid-induced seizures2011
Author(s)
Iwanaga, M.Ohno, M.Katoh, A.Ohbuchi, T.Ishikura, T.Fujihara, H.Nomura, M.Hachisuka, K., Ueta, Y.
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Journal Title
Brain Research
Volume: 1424
Pages: 1-8
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Highly visible expression of an oxytocin-monomeric red fluorescent protein 1 fusion gene in the hypothalamus and posterior pituitary of transgenic rats2011
Author(s)
Katoh, A.Fujihara, H.Ohbuchi, T.Onaka, T.Hashimoto, T.Kawata, M.Suzuki, H., Ueta, Y.
Organizer
9^<th> World Congress on Neurohypophysial Hormones
Place of Presentation
Northeastern University (Boston, USA)
Year and Date
20110727-20110730
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[Presentation] Fluorescent visualization of vasopressin-and oxytocin neurons under physiological and pathophysiological conditions. 9^<th> World Congress on Neurohypophysial Hormones2011
Author(s)
Yoshimura, M.Ohyama, N.Okubo, J.Katoh A.Ohno, M.Ishikura, T.Kakuma, T.Yashimatsu, H., Ueta, Y.
Organizer
9^<th> World Congress on Neurohypophysial Hormones
Place of Presentation
Northeastern University (Boston, USA)
Year and Date
20110727-20110730
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