魚類の脳における性スペクトラム

• 研究領域: 性スペクトラム - 連続する表現型としての雌雄
• 研究課題/領域番号: 17H06429
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 大久保 範聡 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (10370131)
• 研究分担者: 中城 光琴 大阪医科薬科大学, 医学部, 助教 (60824795)
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 124,930千円 (直接経費: 96,100千円、間接経費: 28,830千円); 2021年度: 21,970千円 (直接経費: 16,900千円、間接経費: 5,070千円); 2020年度: 21,970千円 (直接経費: 16,900千円、間接経費: 5,070千円); 2019年度: 21,970千円 (直接経費: 16,900千円、間接経費: 5,070千円); 2018年度: 21,970千円 (直接経費: 16,900千円、間接経費: 5,070千円); 2017年度: 37,050千円 (直接経費: 28,500千円、間接経費: 8,550千円)
• キーワード: 性スペクトラム / 魚類 / 脳 / 行動 / 脳・神経 / 生理学 / 細胞・組織 / 神経科学

研究成果の概要

魚類の脳の性は、体内のホルモン環境に応じて、成熟後でも容易に逆転する。この現象は、「魚類の脳は生涯にわたって性スペクトラム上を移動できる」ことの表れであると捉えられる。我々は最近、メダカの脳内の性行動中枢に、体内の性ホルモンバランスに応じて可逆的に出現・消失する特殊なニューロン群を見出した。本研究では、このニューロン群こそが、「魚類の脳（性行動パターン）が、性スペクトラム上を移動する」ことを可能とするメカニズムの本体であることを強く示唆するデータを得たとともに、そのメカニズムの分子基盤の一端を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、体内のホルモン環境に応じて性スペクトラム上の位置が変わる魚類の脳に焦点を当て、魚類の脳（性行動パターン）が性スペクトラム上を大きく移動できるメカニズムの一端を明らかにした。研究をさらに進めることで、脳の性の確かさや変わりやすさの分子基盤がみえてくると期待される。魚類は生涯にわたって性転換する能力を有していることが知られており、性転換に伴って、脳の性も雌雄逆転する。本研究の成果は、未だ謎に包まれている魚類の性転換メカニズムを明らかにする糸口としても注目に値する。

研究成果

• [雑誌論文] Estrogen mediates sex differences in preoptic neuropeptide and pituitary hormone production in medaka (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamashita J, Nishiike Y, Fleming T, Kayo D, Okubo K
  • 雑誌名: Communications Biology 巻: 4 号: 1 ページ: 948-948
  • DOI: 10.1038/s42003-021-02476-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Estrogen receptor 2b is the major determinant of sex-typical mating behavior and sexual preference in medaka (2021)
  • 著者名/発表者名: Nishiike Yuji、Miyazoe Daichi、Togawa Rie、Yokoyama Keiko、Nakasone Kiyoshi、Miyata Masayoshi、Kikuchi Yukiko、Kamei Yasuhiro、Todo Takeshi、Ishikawa-Fujiwara Tomoko、Ohno Kaoru、Usami Takeshi、Nagahama Yoshitaka、Okubo Kataaki
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 31 号: 8 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1016/j.cub.2021.01.089
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Male-predominant galanin mediates androgen-dependent aggressive chases in medaka (2020)
  • 著者名/発表者名: Yamashita Junpei、Takeuchi Akio、Hosono Kohei、Fleming Thomas、Nagahama Yoshitaka、Okubo Kataaki
  • 雑誌名: eLife 巻: 9
  • DOI: 10.7554/elife.59470
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Androgen-dependent sexual dimorphism in pituitary tryptophan hydroxylase expression: relevance to sex differences in pituitary hormones (2020)
  • 著者名/発表者名: Kawabata-Sakata Yukika、Nishiike Yuji、Fleming Thomas、Kikuchi Yukiko、Okubo Kataaki
  • 雑誌名: Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 巻: 287 号: 1928 ページ: 20200713-20200713
  • DOI: 10.1098/rspb.2020.0713
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neuropeptide B mediates female sexual receptivity in medaka fish, acting in a female-specific but reversible manner (2019)
  • 著者名/発表者名: Hiraki-Kajiyama T, Yamashita J, Yokoyama K, Kikuchi Y, Nakajo M, Miyazoe D, Nishiike Y, Ishikawa K, Hosono K, Kawabata-Sakata Y, Ansai S, Kinoshita M, Nagahama Y, Okubo K
  • 雑誌名: eLife 巻: 8
  • DOI: 10.7554/elife.39495
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A conceptual framework for understanding sexual differentiation of the teleost brain (2019)
  • 著者名/発表者名: Okubo K, Miyazoe D, Nishiike Y
  • 雑誌名: General and Comparative Endocrinology 巻: in press ページ: 113129-113129
  • DOI: 10.1016/j.ygcen.2019.02.020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sexually Dimorphic Neuropeptide B Neurons in Medaka Exhibit Activated Cellular Phenotypes Dependent on Estrogen (2019)
  • 著者名/発表者名: Yukiko Kikuchi, Towako Hiraki-Kajiyama, Mikoto Nakajo, Chie Umatani, Shinji Kanda, Yoshitaka Oka, Keisuke Matsumoto, Hitoshi Ozawa, Kataaki Okubo
  • 雑誌名: Endocrinology 巻: 160 号: 4 ページ: 827-839
  • DOI: 10.1210/en.2019-00030
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression of isotocin is male-specifically upregulated by gonadal androgen in the medaka brain (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamashita J, Kawabata Y, Okubo K
  • 雑誌名: J Neuroendocrinol 巻: 29 号: 12
  • DOI: 10.1111/jne.12545
  • 査読あり
• [学会発表] How do evolutionarily conserved neural substrates give rise to variation in social behaviors across species? (2021)
  • 著者名/発表者名: Okubo K
  • 学会等名: Japan-Norway Symposium on Fish Endocrinology and Genomics
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Estrogen receptor 2b plays an essential role in establishing female mating behavior in medaka (2021)
  • 著者名/発表者名: Nishiike Y, Okubo K
  • 学会等名: Japan-Norway Symposium on Fish Endocrinology and Genomics
  • 国際学会
• [学会発表] Prostaglandin receptor 4b (ptger4b) regulates female receptivity in medaka (2021)
  • 著者名/発表者名: Fleming T, Okubo K
  • 学会等名: Japan-Norway Symposium on Fish Endocrinology and Genomics
  • 国際学会
• [学会発表] 性ステロイド環境に応じてメダカの性行動パターンをメス型化する脳内メカニズム (2021)
  • 著者名/発表者名: 西池雄志、大久保範聡
  • 学会等名: 第45回日本比較内分泌学会大会
• [学会発表] 魚類の性行動パターンの性差形成と性的可逆性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 大久保範聡
  • 学会等名: 日本内分泌学会 第37回内分泌代謝学サマーセミナー
  • 招待講演
• [学会発表] メス特異的なNpb発現を示すペプチドニューロンの性行動制御における役割 (2019)
  • 著者名/発表者名: 中城 光琴、平木（梶山）十和子、大久保 範聡
  • 学会等名: 日本動物学会第90回大会
• [学会発表] Sexually dimorphic neuropeptide B neurons in the ventral telencephalon, a leading candidate for the regulator of female reproductive behavior, show estrogen dependence and diurnal changes in their neuronal activities (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakajo M, Hiraki-Kajiyama T, Okubo K
  • 学会等名: Neuroscience 2019 (Society for Neuroscience)
  • 国際学会
• [学会発表] 終脳腹側野においてメス特異的なNpb発現を示すペプチドニューロンの神経生理学的解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 中城光琴、平木（梶山）十和子、大久保範聡
  • 学会等名: 第43回日本比較内分泌学会大会
• [学会発表] メダカのメス特異的Npbニューロンの遺伝子発現プロファイルと機能の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 菊池結貴子、大久保範聡
  • 学会等名: 第43回日本比較内分泌学会大会
• [学会発表] メダカの脳と行動の性分化における性ステロイドの役割 (2018)
  • 著者名/発表者名: 宮副大地、西池雄志、大久保範聡
  • 学会等名: 第43回日本比較内分泌学会大会
• [学会発表] メダカにおける攻撃行動に寄与する神経核の探索 (2018)
  • 著者名/発表者名: 西池雄志、宮副大地、大久保範聡
  • 学会等名: 第43回日本比較内分泌学会大会
• [学会発表] メダカの視索前野に存在するメス特異的な性ステロイド応答性ニューロンの活性化に関わる遺伝子の探索 (2018)
  • 著者名/発表者名: 立澤雅也、大久保範聡
  • 学会等名: 第43回日本比較内分泌学会大会
• [学会発表] 魚類の性の不思議な世界 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大久保範聡
  • 学会等名: 第11回日本性差医学・医療学会学術集会（公開シンポジウム「性差生物学の最近の進歩：進化の過程での性差」）
  • 招待講演
• [学会発表] エストロゲン受容体Esr2bノックアウトメダカの性行動と生殖腺における表現型解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 宮副大地・大久保範聡
  • 学会等名: 平成30年度日本水産学会春季大会
• [学会発表] 真骨魚類の脳の性分化・性的可逆性に関する研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大久保範聡
  • 学会等名: 第42回日本比較内分泌学会（日本比較内分泌学会奨励賞受賞者講演）
  • 招待講演
• [学会発表] メダカにおけるメス特異的なペプチド産生ニューロンの性ステロイド応答性と性的可逆性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 菊池結貴子・大久保範聡
  • 学会等名: 第42回日本比較内分泌学会
• [学会発表] エストロゲン受容体ノックアウトメダカを用いた魚類の行動の性差形成メカニズムの解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮副大地・大久保範聡
  • 学会等名: 第42回日本比較内分泌学会