無脊椎動物の脳神経系と生殖腺におけるステロイドの生合成と生理作用に関する研究

• 研究課題/領域番号: 11J10683
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 形態・構造
• 研究機関: 東京学芸大学
• 研究代表者: 原口 省吾 東京学芸大学, 連合学校教育学研究科, 特別研究員(PD) (20592132)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円); 2013年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2012年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2011年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
• キーワード: 無脊椎動物 / 脳 / 神経系 / ニユーロステロイド / 精巣 / 卵巣 / 次世代シークエンサー / ニューロステロイド

研究概要

無脊椎動物の生殖腺においてステロイドが合成されていることは示唆されていたが、脳神経系や生殖腺でのステロイドの生合成経路やステロイド合成酵素に関する体系だった知見は極めて乏しい状況にあった。このような背景から本研究課題では無脊椎動物の脳神経系と生殖腺におけるステロイドの生合成経路を解析し、その合成酵素を同定することを目的とした。これまでの本研究課題による2年間の研究により、無脊椎動物のタコの脳神経系、ヒトデの神経系と生殖腺においてステロイドが生合成されていることを明らかにしている。本研究課題の最終年度である本年度は、無脊椎動物のステロイド合成酵素を同定することを目的とした。ヒトデの放射神経、卵巣、濾胞細胞などを用いて、次世代シークエンサーによるde novoシーケンシングを行った結果、脊椎動物と同様にシトクロムP450酵素系やhydroxysteroid dehydrogenase系のステロイド合成に関与する一連の酵素を同定することが出来た。また高速液体クロマトグラフ質量分析計(LC-MS)を用いて無脊椎動物の神経系で合成されるニューロステロイドの構造解析も実施した。これらの一連の解析により、ヒトデとタコの脳神経系や生殖腺におけるステロイド合成経路の大略を明らかにすることが出来た。
本研究により得られた知見は、無脊椎動物の内分泌学において学術的価値の非常に高いものである。今後、本研究課題の成果をもとに、無脊椎動物の神経内分泌学、生殖内分泌学の研究が大いに進展することが期待できる。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

研究成果

• [雑誌論文] Hypothalamic inhibition of socio-sexual behaviour by increasing neuroestrogen synthesis (2014)
  • 著者名/発表者名: Takayoshi Ubuka, Shogo Haraguchi, Yasuko Tobari, Misato Narihiro, Kei Ishikawa, Takanori Hayashi, Nobuhiro Harada , Kazuyoshi Tsutsui
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 5 号: 1 ページ: 3061-3061
  • DOI: 10.1038/ncomms4061
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Biosynthesis and biological action of pineal allopregnanolone (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazuyoshi Tsutsui, Shogo Haraguchi
  • 雑誌名: Frontiers in Cellular Neuroscience 巻: 8 ページ: 118-118
  • DOI: 10.3389/fncel.2014.00118
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ―2学会合同若手研究者シンポジウム「sun-rising starシンポジウム」―「松果体におけるニューロステロイドの生合成と生理作用」 (2014)
  • 著者名/発表者名: 原口省吾、産賀崇由、時田巧磨、田代渓一郎、三田雅敏、筒井和義
  • 雑誌名: 比較内分泌学 巻: (印刷中)
• [雑誌論文] Contribution of de novo synthesis of Gas proteins to 1-methyladenine production in starfish ovarian follicle cells stimulated by relaxin-like gonad-stimulating substance (2013)
  • 著者名/発表者名: Masatoshi Mita, Shogo Haraguchi, Haruka Uzawa, Kazutoshi Tsutsui
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 440 号: 4 ページ: 798-801
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2013.10.038
  • 査読あり
• [雑誌論文] Brain and pineal 7α-hydroxypregnenolone stimulating locomotor activity : Identification, mode of action and regulation of biosynthesis (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuyoshi Tsutsui, Shogo Haraguchi, Yoshitaka Fukada, Hubert Vaudry
  • 雑誌名: Frontiers in Neuroendocrinology 巻: 34 号: 3 ページ: 179-189
  • DOI: 10.1016/j.yfrne.2013.05.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] 7α-Hydroxypregnenolone, a new key stimulator of locomotor activity: biosynthesis, mode of action and functional significance (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuyoshi Tsutsui
  • 雑誌名: Frontiers in Neuroendocrinology 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] New biosynthesis and biological actions of avian neurosteroids (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuyoshi Tsutsui
  • 雑誌名: Journal of Experimental Neuroscience 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] 松果体で合成・放出されたアロプレグナノロンは発達期の小脳プルキンエ細胞の生存に不可欠である (2013)
  • 著者名/発表者名: 原口省吾
  • 雑誌名: 比較内分泌学 巻: 39 ページ: 44-48
  • NAID: 130004952311
• [雑誌論文] A genetically female brain is required for a regular reproductive cycle in chicken brain chimeras (2013)
  • 著者名/発表者名: Fumihiko Maekawa
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 4 号: 1 ページ: 1372-1372
  • DOI: 10.1038/ncomms2372
  • 査読あり
• [雑誌論文] Contribution of Leydig and Sertoli cells to testosterone production in mouse fetal testes (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Shima
  • 雑誌名: Molecular Endocrinology 巻: 27 号: 1 ページ: 63-73
  • DOI: 10.1210/me.2012-1256
  • 査読あり
• [雑誌論文] Possible role of pineal allopregnanolone in Purkinje cell survival (2012)
  • 著者名/発表者名: Shogo Haraguchi
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 巻: 51 号: 51 ページ: 21110-21115
  • DOI: 10.1073/pnas.1210804109
  • NAID: 130004952311
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of the neurosteroid 7α-hydroxypregnenolone in the courtship behavior of the male newt Cynops pyrrhogaster (2012)
  • 著者名/発表者名: Fumiyo Toyoda
  • 雑誌名: Hormones and Behavior 巻: 62 号: 4 ページ: 375-380
  • DOI: 10.1016/j.yhbeh.2012.07.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] 7α-Hydroxypregnenolone, a new key regulator of amphibian locomotion: discovery, progress and prospect (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuyoshi Tsutsui
  • 雑誌名: General and compaitive endocrinology 巻: 176 号: 3 ページ: 440-447
  • DOI: 10.1016/j.ygcen.2011.11.020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estradiol promotes Purkinje dendritic growth, spinogenesis and synaptogenesis during neonatal life by inducing the expression of BDNF (2012)
  • 著者名/発表者名: Shogo Haraguchi
  • 雑誌名: The Cerebellum 巻: 11 ページ: 416-417
  • 査読あり
• [雑誌論文] 7α-Hydroxypregnenolone, a new key regulator of amphibian locomotion : discovery, progress and prospect (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuyoshi Tsutsui
  • 雑誌名: General and comparative endocrinology 巻: (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel molecular mechanism underlying diurnal locomotor rhythms by the interaction of melatonin with 7α-hydroxypregnenolone, a newly discovered neurosteroid stimulating locomotion, in birds (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuyoshi Tsutsui
  • 雑誌名: Journal of Ornithology 巻: (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acute stress increases the Synthesis of 7α-hydroxypregnenolone, a new key neurosteroid stimulating locomotor activity, through corticosterone action in newts (2012)
  • 著者名/発表者名: Shogo Haraguchi
  • 雑誌名: Endocrinology 巻: 153 ページ: 794-805
  • 査読あり
• [雑誌論文] ストレスが誘導する脳内7α-ヒドロキシプレグネノロン合成の変動とその制御機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 原口省吾
  • 雑誌名: 比較内分泌学 巻: (印刷中)
• [雑誌論文] Estradiol promotes Purkinje dendritic growth, spinogenesis and synaptogenesis during neonatal life by inducing the expression of BDNF (2011)
  • 著者名/発表者名: Shogo Haraguchi
  • 雑誌名: The Cerebellum 巻: (in press) 号: 2 ページ: 416-417
  • DOI: 10.1007/s12311-011-0342-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mode of action and functional significance of 7α-hydroxypregnenolone stimulating locomotor activity (2011)
  • 著者名/発表者名: Shogo Haraguchi
  • 雑誌名: Frontiers in Endocrinology 巻: 2 ページ: 1-8
  • DOI: 10.3389/fendo.2011.00023
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification, Localization and Functional Implication of 26RFa Ortholog Peptide in the Brain of Zebra Finch (Taeniopygia guttata) (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasuko Tobari
  • 雑誌名: Journal of Neuroendocrinology 巻: 23 ページ: 791-803
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biosynthesis, mode of action and functional significance of neurosteroids in the Purkinje cell (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuyoshi Tsutsui
  • 雑誌名: Frontiers in Endocrinology 巻: 2 ページ: 1-9
  • DOI: 10.3389/fendo.2011.00061
  • 査読あり
• [雑誌論文] 7α-Hydroxypregnenolone acts as a serotonin-inducing factor to increase locomotor activity via corticosterone action under stress (2011)
  • 著者名/発表者名: Shogo Haraguchi
  • 雑誌名: Frontiers in Endocrinology 巻: 2
  • DOI: 10.3389/conf.fendo.2011.03.00015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Melatonin regulates diurnal changes in locomotor activity by regulating 7〓-hydroxypregnenolone synthesis in newts (2011)
  • 著者名/発表者名: Shogo Haraguchi
  • 雑誌名: Frontiers in Endocrinology 巻: 2
  • DOI: 10.3389/conf.fendo.2011.04.00021
  • 査読あり
• [雑誌論文] Corticotropin-releasing hormone and related neuropeptides stimulate neurosteroid biosynthesis in the frog brain (2011)
  • 著者名/発表者名: Jean-Luc Do-Rego
  • 雑誌名: Frontiers in Endocrinology 巻: 2
  • DOI: 10.3389/conf.fendo.2011.03.00010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification, mode of action and functional significance of 7〓-hydroxypregnenolone, a new key regulator of amphibian locomotion (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuyoshi Tsutsui
  • 雑誌名: Frontiers in Endocrinology 巻: 2
  • DOI: 10.3389/conf.fendo.2011.03.00044
  • 査読あり
• [雑誌論文] 自発運動を制御する新規ニューロステロイド7α-ヒドロキシプレグネノロンの作用機構と発現制御機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 原口省吾
  • 雑誌名: 比較内分泌学 巻: 37巻 ページ: 95-98
  • NAID: 10028089802
• [学会発表] Pineal allopregnanolone saves Purkinje cells from apoptosis in the cerebellum (2014)
  • 著者名/発表者名: Shogo Haraguchi, Sakurako Hara, Takayoshi Ubuka, Kazuyoshi Tsutsui
  • 学会等名: The 7th Asia and Oceania Soclety for Comparative End ocrinology (AOSCE) intercongress
  • 発表場所: 国立台湾海洋大学(台湾)
• [学会発表] 松果体におけるニューロステロイドの生合成と生理作用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 原口省吾
  • 学会等名: 第38回日本比較内分泌学会大会・第40回日本神経内分泌学会学術集会合同大会
  • 発表場所: 宮崎市民プラザ(宮崎県)
  • 招待講演
• [学会発表] 精巣由来アンドロゲンによる脳内7α-ヒドロキシプレグネノロン合成制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 原口省吾、鈴木悠子、田代渓一郎、三田雅敏、筒井和義
  • 学会等名: 第38回日本比較内分泌学会大会
  • 発表場所: 宮崎市民プラザ(宮崎県)
• [学会発表] 松果体で合成されたアロプレグナノロンは小脳プルキンエ細胞の細胞死を防ぐ (2013)
  • 著者名/発表者名: 原口省吾, 原桜子, 産賀崇由, 三田雅敏, 筒井和義
  • 学会等名: 第84回大会日本動物学会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山県)
• [学会発表] Pineal allopregnanolone saves cerebellar Purkinje cells from apoptosis (2013)
  • 著者名/発表者名: Shogo Haraguchi, Sakurako Hara, Takayoshi Ubuka, Masatoshi Mita, Kazuyoshi Tsutsui
  • 学会等名: 17th International Congress of Comparative Endocrinology
  • 発表場所: バルセロナ大学(スペイン)
  • 招待講演
• [学会発表] Acute stress increases the synthesis of 7α-hydroxypregnenolone, a new key neurosteroid stimulating locomotor activity, through corticosterone action (2012)
  • 著者名/発表者名: Shogo Haraguchi
  • 学会等名: The 7th Asia and Oceania Society for Comparative Endocrinology
  • 発表場所: Sunway Hotel, Kuala Lumpur, Malaysia
  • 年月日: 2012-03-04
• [学会発表] 活動量を高める7αヒドロキシプレグネノロンはサケの遡上行動を誘導する (2012)
  • 著者名/発表者名: 原口省吾
  • 学会等名: 第83回大会日本動物学会
  • 発表場所: 大阪大学(大阪府)
• [学会発表] Melatonin regulates diurnal changes in locomotor activity by regulating 7α-hydroxypregnenolone synthesis in quail (2012)
  • 著者名/発表者名: Shogo Haraguchi
  • 学会等名: The 10th International Symposium on Avian Endocrinology
  • 発表場所: 長良川国際会議場(岐阜県)(招待講演)
• [学会発表] ウズラの松果体は活発にニューロステロイドを合成している (2012)
  • 著者名/発表者名: 原口省吾
  • 学会等名: 第37回日本比較内分泌学会大会
  • 発表場所: 福井大学(福井県)
• [学会発表] ストレスが誘導する脳内7α-ヒドロキシプレグネノロン合成の変動とその制御機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 原口省吾
  • 学会等名: 第36回日本比較内分泌学会大会
  • 発表場所: 都道府県会館(東京都)
  • 年月日: 2011-11-24
• [学会発表] ストレスによる脳内7α-ヒドロキシプレグネノロン合成の変動とその生理作用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 原口省吾
  • 学会等名: 第82回大会日本動物学会
  • 発表場所: 旭川大雪クリスタルホール(北海道)
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] Estradiol promotes Purkinje dendritic growth, spinogenesis and synaptogenesis during neonatal life by inducing the expression of BDNF (2011)
  • 著者名/発表者名: Shogo Haraguchi
  • 学会等名: 4th Congress of the Society for Research on the Cerebellum
  • 発表場所: University of Tokyo, Tokyo, Japan
  • 年月日: 2011-09-18
• [学会発表] Melatonin regulates diumal changes in locomotor activity by regulating 7α-hydroxypregnenolone synthesis in newts (2011)
  • 著者名/発表者名: Shogo Haraguchi
  • 学会等名: The inaugural meeting of the North American Society for Comparative Endocrinology
  • 発表場所: Ann Arbor, USA
  • 年月日: 2011-07-13
• [学会発表] 7α-Hydroxypregnenolone acts as a serotonin-inducing factor to increase locomotor activity via corticosterone action under stress (2011)
  • 著者名/発表者名: Shogo Haraguchi
  • 学会等名: 7th International Symposium on Amphibian and Reptilian Endocrinology and Neurobiology
  • 発表場所: Ann Arbor, USA
  • 年月日: 2011-07-12