ペプチドによる神経修飾作用とペプチド開口放出調節の分子生理学的解析

• 研究課題/領域番号: 03F03319
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 外国
• 研究分野: 動物生理・代謝
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 岡 良隆 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授
• 研究分担者: HAJDU P. B. ; HAJDU PETER 東京大学, 大学院・理学系研究科, 外国人特別研究員
• 研究期間 (年度): 2003 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円); 2005年度: 300千円 (直接経費: 300千円); 2004年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
• キーワード: ペプチドニューロン / 開口放出 / 単一細胞PCR / 分子生理学 / カルシウム / イメージング / パッチクランプ / GnRH

研究概要

10個のアミノ酸よりなる生殖腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)ペプチドは脊椎動物の生殖に重要なだけでなく,脳内のGnRH受容体を介して神経修飾を行うことが知られている。形態学的には、今回の研究対象となった終神経GnRH系のほか、視索前野及び中脳にも異なる分子種のGnRHペプチドを産生し、機能的にも異なる合計3つのGnRH神経系が脳内に存在することが脊椎動物を通じてわかっており、興味をもたれている。今回研究対象としたのは、当研究室の従来の研究結果から、脳内に広く投射してGnRHペプチドを放出し、GnRH受容体を持つニューロンに神経修飾作用を及ぼすことが知られている終神経GnRHニューロンである。従来の研究から、このGnRH細胞は免疫組織化学よりsGnRHと呼ばれる分子種のGnRHを産生すること、電気生理学的に、GnRH受容体を介して自己・旁分泌的にGnRHを受容し、自発活動などに影響を受けること、などがわかっている。そこで、今回の研究では、GnRH単一細胞からパッチクランプにて電気生理学的記録をした後に記録した細胞だけの細胞質をパッチピペットを用いて吸引し、それを出発材料として逆転写PCRする方法(RT-PCR)を用いて、熱帯魚ドワーフグーラミーの終神経GnRHニューロンに発現するGnRHおよびGnRH受容体(GnRHR)のタイプを同定した。特徴的かつ規則的な自発活動であるペースメーカー活動を記録した終神経GnRHニューロンにおいてこのような解析を行った結果、当研究室でドワーフグーラミーの脳からクローニングした3種類のGnRH受容体遺伝子のうちdgGnRHR1-1,1-2の2種類およびsGnRH遺伝子が発現していることが分かった。一方、dgGnRH-R2は発現していないことがわかった。これらは、GnRHニューロンにおいてGnRH受容体サブタイプの機能や、共役するGタンパク質及び細胞内情報伝達系が多様化している可能性を考えると大変興味深い結果であり、今後はこれらの問題について分子生理学的に解析していく予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Immunocytochemical localization and ontogenic development of α-melanocyte-stimulating hormone (α-MSH) in the brain of pleuronectiform fish, Barfin Flounder. (2005)
  • 著者名/発表者名: Amano M., Takahashi, A., Yamanome, T., Oka, Y., Amiya, N., Kawauchi, H., Yamamori, K.
  • 雑誌名: Cell and Tissue Research (印刷中)
• [雑誌論文] Chaotropes and multi-valent cations activate guppy sperm motility. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tanaka H., Oka, Y
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta (印刷中)
• [雑誌論文] Non-typical Na^+ channels and neural functions. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tsutsui, H., Oka, Y.
  • 雑誌名: Seitai no Kagaku (印刷中)
• [雑誌論文] Different modes of gonadotropin-releasing hormone (GnRH) release from multiple GnRH systems as revealed by radioimmunoassay using brain slices of a teleost, the dwarf gourami (Colisa lalia). (2004)
  • 著者名/発表者名: Ishizaki, M., Iigo, M., Amano, M., Oka, Y.
  • 雑誌名: Endocrinology 145 ページ: 2092-2092
• [雑誌論文] Ontogenic development of three GnRH systems in the brain of a pleuronectiform fish, barfin flounder. (2004)
  • 著者名/発表者名: Amano, M., Okubo, K., Yamanome, T., Oka, Y., Kawaguchi, N., Aida, K., Yamamori, K.
  • 雑誌名: Zoological Science 21 ページ: 311-317
• [雑誌論文] Selective modulation of voltage-gated calcium channels in terminal nerve gonadotropin-releasing hormone (TN-GnRH) neurons of a teleost, the dwarf gourami (Colisa lalia). (2004)
  • 著者名/発表者名: Haneda, K., Oka, Y.
  • 雑誌名: Endocrinology 145 ページ: 4489-4499
• [雑誌論文] Strategies for sperm chemotaxis in the siphonophores and ascidians : a numerical simulation study. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa M., Tsutsuil, H., Cosson, J., Oka, Y., Morisawa, M.
  • 雑誌名: Biological Bulletin 206 ページ: 95-102