哺乳類におけるプライマーフェロモンの同定と神経生理基盤の解明

• 研究課題/領域番号: 18H05267
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 大区分F
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 東原 和成 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (00280925)
• 研究期間 (年度): 2018-06-11 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 191,880千円 (直接経費: 147,600千円、間接経費: 44,280千円); 2022年度: 41,730千円 (直接経費: 32,100千円、間接経費: 9,630千円); 2021年度: 41,730千円 (直接経費: 32,100千円、間接経費: 9,630千円); 2020年度: 41,730千円 (直接経費: 32,100千円、間接経費: 9,630千円); 2019年度: 41,730千円 (直接経費: 32,100千円、間接経費: 9,630千円); 2018年度: 24,960千円 (直接経費: 19,200千円、間接経費: 5,760千円)
• キーワード: フェロモン / 嗅覚 / 受容体 / 神経回路 / 生殖

研究成果の概要

本研究では、哺乳類において生理変化を引き起こすプライマーフェロモンの分子神経基盤を明らかにすることを目的とした。マウスにおいて、性成熟の促進、発情の誘起・抑制に関わるフェロモン分子の構造的知見を得て、受容体・神経基盤を明らかにした。その分子がオス同士の攻撃にも関わっていることを発見した。妊娠阻害に関わるフェロモン分子の同定のために、交尾パートナーの記憶獲得機構について新知見を得た。ヒトでは性周期にともなって変化する体臭分子を同定し、それらの匂いは生理・心理効果を引き起こすことを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

哺乳類でのプライマーフェロモン効果の分子神経基盤の解明は、天然物化学、生化学、分子生物学、脳神経科学といった、生物と化学の融合学際領域で学術的波及効果が期待される。フェロモン分子から生殖機能へと至る多階層での理解は、ヒトを含めた哺乳類の生殖制御・機能障害解決に向けて有用な基礎研究基盤となる。体臭を介してお互いの生理・心理が影響しあうという知見は、五感の中でも視聴覚に焦点が行きがちな人間社会で、ヒト同士のコミュニケーションにおいて嗅覚が新しい社会実装ターゲットになる可能性を提供する。

評価記号

事後評価所見 (区分)

A-: 研究領域の設定目的に照らして、概ね期待どおりの成果があったが、一部に遅れが認められた

研究成果

• [雑誌論文] 嗅覚受容の分子メカニズム (2021)
  • 著者名/発表者名: 板倉拓海、東原和成
  • 雑誌名: Clinical Neuroscience 巻: 39 ページ: 154-158
• [雑誌論文] Hypothalamic Neuronal Circuits Regulating Hunger-Induced Taste Modification (2019)
  • 著者名/発表者名: Fu O, Iwai Y, Narukawa M, Ishikawa AW, Ishii KK, Murata K, Yoshimura Y, Touhara K, Misaka T, Minokoshi Y, Nakajima KI.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 10 号: 1 ページ: 4560-4560
  • DOI: 10.1038/s41467-019-12478-x
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Contribution of Individual Olfactory Receptors to Odor-Induced Attractive or Aversive Behavior in Mice (2019)
  • 著者名/発表者名: Horio N, Murata K, Yoshikawa K, Yoshihara Y, Touhara K.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 10 号: 1 ページ: 209-209
  • DOI: 10.1038/s41467-018-07940-1
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Neural circuits regulating sexual behaviors via the olfactory system in mice (2019)
  • 著者名/発表者名: Ishii, K., K. and Touhara., K.
  • 雑誌名: Neuroscience Research 巻: 140 ページ: 59-76
  • DOI: 10.1016/j.neures.2018.10.009
  • 査読あり
• [学会発表] 雄マウスプライマーフェロモンの探索 (2021)
  • 著者名/発表者名: 村田健
  • 学会等名: "Chemosensation and Behavior Workshop 2020"
• [学会発表] 幼若マウスに応答する鋤鼻受容体の同定とその機能解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 神戸朱琉
  • 学会等名: "Chemosensation and Behavior Workshop 2020"
• [学会発表] Social communication in mice: specific vomeronasal receptor-mediated limbic circuit activation leading to behavioral output (2020)
  • 著者名/発表者名: Kazushige Touhara
  • 学会等名: ISOT (International Symposium on Olfaction and Taste) 2020 Virtual Meeting
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Sensory input from a specific vomeronasal receptor drives male aggression thorough hypothalamic circuits (2020)
  • 著者名/発表者名: Takumi Itakura, Ken Murata, and Kazushige Touhara
  • 学会等名: 生命科学シンポジウム
• [学会発表] Changes in human female axillary odors during the menstrual cycle (2020)
  • 著者名/発表者名: Nozomi Ohgi, Kazushige Touhara, Mika Shirasu.
  • 学会等名: ISOT (International Symposium on Olfaction and Taste) 2020 Virtual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 月経周期内の女性腋臭の成分分析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 大木望、東原和成、白須未香
  • 学会等名: 生命科学シンポジウム
• [学会発表] Neural Circuits for Chemosensory Signalling (2019)
  • 著者名/発表者名: Kazushige Touhara
  • 学会等名: Gordon Research Conference
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Specific receptors, circuits, and outputs for vomeronasal ligands (2019)
  • 著者名/発表者名: Takuya Osakada and Kazushige Touhara
  • 学会等名: Annual Meeting for Association for Chemoreception Sciences 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Analysis of primer pheromone in mice: ligand to the central action (2019)
  • 著者名/発表者名: Ken Murata, Sayoko Ihara, Kazunari Miyamichi and Kazushige Touhara
  • 学会等名: The 48th Naito Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Hemoglobin in animal blood acts as a chemo-signal via the vomeronasal sensory system (2019)
  • 著者名/発表者名: Takuya Osakada, Takayuki Abe, Hiromi Mori, Kentaro K. Ishii, Takumi Itakura, Kosuke Saito, Ryo Eguchi, Sachiko Haga-Yamanaka, Hiroko Kimoto, Yoshihiro Yoshihara, Kazunami Miyamichi and Kazushige Touhara
  • 学会等名: The 48th Naito Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Neural and receptor basis of male specific pheromone-mediated behavior in male mice (2019)
  • 著者名/発表者名: Takumi Itakura, Ken Murata and Kazushige Touhara
  • 学会等名: NEURO2019
• [学会発表] Molecular, Receptor, and Neural Basis for Chemosenosry Signal-Mediated Behavior and Emotion in Mice (2019)
  • 著者名/発表者名: Kazushige Touhara
  • 学会等名: Keystone Symposia Conference "Mammalian Sensory Systems"
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Revealing diverse vomeronasal ligands affecting behavior and emotion in mice (2018)
  • 著者名/発表者名: Kazushige Touhara
  • 学会等名: International Conference of European Chemoreception Research Organization 2018 (ECRO2018)
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 生物化学研究室HP
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/biological-chemistry/