ペプチドニューロンによる神経回路機能修飾の分子・細胞メカニズム

• 研究課題/領域番号: 20021012
• 研究種目: 特定領域研究
• 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: 岡 良隆 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (70143360)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 6,700千円 (直接経費: 6,700千円); 2009年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円); 2008年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
• キーワード: 神経科学 / 生理学 / 脳・神経 / 神経修飾 / 生理活性 / ペプチド / GnRH / キスペプチン / 動物

研究概要

メダカにおいて、既に報告した遺伝子kiss1のほかに、そのパラログとみなしうる遺伝子kiss2を発見したので、両者の生殖中枢制御機能について解析した。まず各種脊椎動物のゲノムデータベースを検索し、系統発生的な考察を加えたところ、脊椎動物進化の初期にすでに2種類のキスペプチンが存在したことが明らかとなった。魚類でもミドリフグなどではゲノム中にkiss1が見出されず、kiss2のみが確認された。そこで、kiss2が生殖調節に関与している可能性についてkiss1と比較しつつ解析した。in situ hybridization法により繁殖・非繁殖状態でmRNA量を解析したところ、両者は異なる神経細胞集団に存在しており、kiss1は繁殖状態で発現が高く非繁殖状態で低いのに対してkiss2の発現には有意な変動は検出されなかった。また、メスのkiss1遺伝子発現は卵巣除去により強く抑制を受けるがkiss2遺伝子発現は全く影響を受けなかった。さらに、kiss1ニューロンはエストロゲン受容体α(ERα)を発現するが、kiss2ニューロンは発現しないことが分かった。これらのことから、メダカではkiss1のみが性ステロイドに感受性をもち生殖調節に関与しているがkiss2は生殖以外の新たな機能を進化の途上で獲得したのではないか、と結論付けられた。
一方で、3種類全てのGnRHニューロンについて、それぞれがGFP標識されたトランスジェニックメダカを用いて電気生理学的解析を行ったところ、下垂体刺激ホルモンとしてはたらくGnRH1ニューロンと脳内で神経修飾作用をもつGnRH2, GnRH3ニューロンでは電気活動パターンが異なることがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Regular pacemaker activity characterizes GnRH 2 neurons recorded from GFP-transgenic medaka (2010)
  • 著者名/発表者名: Kanda, S., Nishikawa, K., Karigo, T., Okubo, K., Isomae, S, Abe, H., Kobayashi, D., Oka, Y.
  • 雑誌名: Endocrinology 151 ページ: 695-701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hypothalamic kiss1 but not kiss2 neurons are involved in estrogen feedback in medaka(Oryzias latipes) (2010)
  • 著者名/発表者名: Mitani, Y., Kanda, S., Akazome, Y., Zempo, B., Oka, Y.
  • 雑誌名: Endocrinology 151 ページ: 1751-1759
  • 査読あり
• [雑誌論文] Excitatory action of GABA in the terminal nerve gonadotropin-releasing hormone neurons (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakane, R., Oka, Y.
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 103 ページ: 1375-1384
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional and evolutionary insights into vertebrate kisspeptin systems from studies of fish brain (2010)
  • 著者名/発表者名: Akazome, Y., Kanda, S., Okubo, K., Oka, Y.
  • 雑誌名: Journal of Fish Biology, Special Issue "Reproductive Physiology' 76 ページ: 161-182
  • 査読あり
• [雑誌論文] Primary culture of the isolated terminal nerve-gonadotrophin releasing hormone(GnRH)neurones derived from adult teleost(dwarf gourami, Colisa lalia)brain for the study of peptide release mechanisms (2009)
  • 著者名/発表者名: Abe, H., Oka, Y.
  • 雑誌名: Journal of Neuroendocrinology 21 ページ: 489-505
  • 査読あり
• [雑誌論文] Possible role of oestrogen in pubertal increase of Kissl/Kisspeptin expression in discrete hypothalamic areas of female rats (2009)
  • 著者名/発表者名: Takase, K., Uenoyama, Y., Inoue, N., Matsui, H., Yamada, S., Shimizu, M., Homma, T., Tomikawa, J., Kanda, S., Matsumoto, H., Oka, Y., Tsukamura, H., Maeda, K.-I.
  • 雑誌名: Journal of Neuroendocrinology 21 ページ: 527-537
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three types of gonadotrophin-releasing hormone neurones and steroid-sensitive sexually dimorphic kisspeptin neurones in teleosts (2009)
  • 著者名/発表者名: Oka, Y.
  • 雑誌名: Journal of Neuroendocrinology 21 ページ: 334-338
  • 査読あり
• [雑誌論文] Primary culture of the isolated terminal nerve-gonadotrophin releasing hormone(GnRH)neurones derived from adult teleost(dwarf gourami, Colisa Jolla)brain forthe study of peptide release mechanisms (2009)
  • 著者名/発表者名: Abe, H., and Oka, Y.
  • 雑誌名: Journal of Neuroendocrinology 21 ページ: 489-505
  • 査読あり
• [雑誌論文] Possible role of oestrogen in pubertal increase of Kiss1/Kisspeptin expression in discrete hypothalamic areas of femalerats (2009)
  • 著者名/発表者名: Takase, K., Uenoyama, Y., Inoue, N., Matsui, H. Yamada, S., Shimizu, M. Homma, T., Tomikawa, J., Kanda, S., Matsumoto, H., Oka, Y., Tsukamura, H., and Maeda, K.-I.
  • 雑誌名: Journal of Neuroendocrinology (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of KiSS-1 product kisspeptin and steroid-sensitive sexually-dimorphic kisspeptin neurons in medaka(Oryzias latipes) (2008)
  • 著者名/発表者名: Kanda, S., Akazome, Y., Yamamoto, N., Yamada, S., Tsukamura, H., Maeda, K., and Oka, Y.
  • 雑誌名: Endocrinology 149 ページ: 2467-2476
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coordinated synchronization in the electrically coupled network of terminal nerve gonadotropin-releasing hormone neurons as demonstrated by double patch-clamp study (2008)
  • 著者名/発表者名: Haneda, K., and Oka, Y.
  • 雑誌名: Endocrinology 149 ページ: 3540-3548
  • 査読あり
• [雑誌論文] Immunohistochemical localization of GnRH-like peptide in the brain of the cephalopod spear squid, Loligo bleekeri (2008)
  • 著者名/発表者名: Amano, M., Oka, Y., Nagai, Y., Amiya, N., and Yamamori, K.
  • 雑誌名: General and ComparatiVe Endocrinology 156 ページ: 277-284
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification and expression analysis of peroxisome proliferator-activated receptors cDNA in a reptile, the leopard gecko(Eublepharis macularius) (2008)
  • 著者名/発表者名: Kato, K., Oka, Y., and Park, M.K.
  • 雑誌名: Zoological Science 25 ページ: 492-502
  • 査読あり
• [学会発表] 単一細胞電気穿孔法を用いて外来遺伝子導入した終神経GnRHニューロンにおける分泌小胞の可視化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 阿部秀樹、入江高行、岡良隆
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] キンギョ嗅球神経回路におけるGnRHペプチドの神経修飾作用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 河合喬文、阿部秀樹、岡良隆
  • 学会等名: 日本動物学会第80回大会
  • 発表場所: 静岡
• [学会発表] メダカにおける視床下部 GnRHニューロン活動と下垂体遺伝子発現の日内変動 (2009)
  • 著者名/発表者名: 苅郷友美、神田真司、相川雅人、阿部秀樹、大久保範聡、岡良隆
  • 学会等名: 日本動物学会第80回大会
  • 発表場所: 静岡
• [学会発表] メダカ脳における kiss1および kiss2ニューロンの生殖制御に対する関与 (2009)
  • 著者名/発表者名: 三谷優太、赤染康久、神田真司、善方文太郎、岡良隆
  • 学会等名: 日本動物学会第80回大会
  • 発表場所: 静岡
• [学会発表] メダカキスペプチン神経系による視索前野GnRH神経系の制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 神田真司、赤染康久、大久保範聡、岡良隆
  • 学会等名: 日本動物学会第80回大会
  • 発表場所: 静岡
• [学会発表] GFPトランスジェニックメダカを用いたGnRH2ニューロンの生理学的解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 西川圭、神田真司、阿部秀樹、岡良隆
  • 学会等名: 日本動物学会第80回大会
  • 発表場所: 静岡
• [学会発表] メダカGnRH3ニューロンにおける co-transmitter としてのグルタミン酸 (2009)
  • 著者名/発表者名: 赤染康久、神田真司、岡良隆
  • 学会等名: 日本動物学会第80回大会
  • 発表場所: 静岡
• [学会発表] 終神経GnRHニューロンのペースメーカー活動に対するGABAの興奮性作用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中根亮、岡良隆
  • 学会等名: 日本動物学会第80回大会
  • 発表場所: 静岡
• [学会発表] Kisspeptin neurons act closely but indirectly on GnRH 1 neuronsvia local interneurons but not on GnRH 2 or 3 neurons in medaka (2009)
  • 著者名/発表者名: Kanda, S., Akazome, Y., Okubo, K., Okamura, H., Oka, Y.
  • 学会等名: The 39th Annual Meeting of the Society for Neuroscience 2009
  • 発表場所: Chicago, U.S.A.
• [学会発表] Diurnal regulation of GnRH1 neuronal activities and gonadotropin subunit transcription in a daily spawning fish, medaka (2009)
  • 著者名/発表者名: 苅郷友美, 神田真司, 相川雅人,阿部秀樹, 大久保範聡, 岡良隆
  • 学会等名: The 39th Annual Meeting of the Society for Neuroscience 2009
  • 発表場所: Chicago, U.S.A.
• [学会発表] Visualization of peptidergic dense cored vesicles in the terminal nerve(TN)-gonadotropin releasing hormone(GnRH)neurons by single cell electroporation of exogenous genes (2009)
  • 著者名/発表者名: 阿部秀樹, 入江高行, 岡良隆
  • 学会等名: The 39th Annual Meeting of the Society for Neuroscience 2009
  • 発表場所: Chicago, U.S.A.
• [学会発表] Electrophysiological, anatomical, and molecular characterization of GnRH neurons in dwarf gourami and GFP transgenic medaka (2009)
  • 著者名/発表者名: 岡良隆
  • 学会等名: The 36th International Congress of Physiological Sciences
  • 発表場所: Kyoto
• [学会発表] Electrophysiological and anatomical characterization of three distinct GnRH neuronal populations in the GFP transgenic medaka (2008)
  • 著者名/発表者名: Kanda, S., Okubo, K., Isomae, S., Abe, H., Kobayashi, D., Takeda, H., Aida, K., Nagahama, Y., and Oka, Y.
  • 学会等名: Annual Meeting Society for Neuroscience 2008
  • 発表場所: Washington DC, U.S.A
  • 年月日: 2008-11-17
• [学会発表] Primary culture of the isolated terminal nerve-gonadotropin releasing hormone neurons derived from adult teleost brain and their electrophysiological properties (2008)
  • 著者名/発表者名: Abe, H., and Oka, Y.
  • 学会等名: Annual Meeting Society for Neuroscience 2008
  • 発表場所: Washington DC, U.S.A
  • 年月日: 2008-11-17
• [学会発表] Calcium oscillation of the olfactory non-sensory cells in the goldfish (2008)
  • 著者名/発表者名: Kawai, T., Abe, H., and Oka, Y.
  • 学会等名: Annual Meeting Society for Neuroscience 2008
  • 発表場所: Washington DC, U.S.A
  • 年月日: 2008-11-17
• [学会発表] Coordinated synchronization in the electrically coupled network of terminal nerve GnRH(gonadotropin-releasing hormone) neurons as demonstrated by double patch-clamp study (2008)
  • 著者名/発表者名: Oka, Y., and Haneda, K.
  • 学会等名: Annual Meeting Society for Neuroscience 2008
  • 発表場所: Washington DC, U.S.A
  • 年月日: 2008-11-17
• [学会発表] 脊椎動物に共通する生殖の中枢制御のしくみをメダカの脳から知る (2008)
  • 著者名/発表者名: 岡良隆
  • 学会等名: 第101回日本繁殖生物学会シンポジウム「新規生理活性因子メタスチン」
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2008-09-20
• [学会発表] Medaka brain teaches us the mechanisms of the central regulation of reproduction common to the vertebrate species (2008)
  • 著者名/発表者名: Oka, Y.
  • 学会等名: 第35回日本神経内分泌学会・第23回日本下垂体研究会シンポジウム「視床下部・下垂体調節機構の新展開」
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-08-28
• [学会発表] Evolutionary aspects of peptidergic nervous systems in the vertebrate brain (2008)
  • 著者名/発表者名: Oka, Y.
  • 学会等名: International Seminar : Evolutionary Studies in Behavioral Neuroscience
  • 発表場所: Yokosuka
• [学会発表] Functional analysis of the physiology of peptidergic systems using the transgenic medaka Neurobiology of,Animal Behavior and Communication (2008)
  • 著者名/発表者名: Oka, Y.
  • 学会等名: 31st Annual meeting of the Japan Neuroscience Society
  • 発表場所: Tokyo
• [学会発表] GABAergic excitation in the terminal nerve GnRH neurons (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakane, R., and Oka, Y.
  • 学会等名: 第31回日本神経科学大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 終神経GnRHニューロンへのFMRFamideペプチドの過分極性作用に関する電気生理学的解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 齊藤健、阿部秀樹、岡良隆
  • 学会等名: 日本動物学会第79回大会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] 単一細胞電気穿孔による終神経GnRHニューロンへの外来分子導入法 (2008)
  • 著者名/発表者名: 入江高行、尾崎令、阿部秀樹、岡良隆
  • 学会等名: 日本動物学会第79回大会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] キンギョ嗅上皮におけるカルシウム振動 (2008)
  • 著者名/発表者名: 河合喬文、阿部秀樹、岡良隆
  • 学会等名: 日本動物学会第79回大会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] メダカ脳内kiss1遺伝子発現は卵巣エストロゲンにより調節され生殖状態を反映する (2008)
  • 著者名/発表者名: 神田真司、赤染康久、松永拓也、山本直之、山田俊児、東村博子、前多敬一郎、岡良隆
  • 学会等名: 日本動物学会第79回大会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] Three types of GnRH neurons and steroid-sensitive sexually dimorphic kisspeptin neurons in teleosts (2008)
  • 著者名/発表者名: Oka, Y.
  • 学会等名: US/Japan Neurosteroid Symposium 2008
  • 発表場所: Gifu
• [学会発表] Distribution of kisspeptin neurons in the CNS, with attention also to comparative aspects of Kissl/GPR54 system (2008)
  • 著者名/発表者名: Vaudry, H., and Oka, Y.
  • 学会等名: 1st world conference on kisspeptin signaling in the brain
  • 発表場所: Cordoba, Spain
• [学会発表] Primary culture system of fish GnRH neurons for the cellular Physiological studies of effects of kisspeptin (2008)
  • 著者名/発表者名: Abe, H., and Oka, Y.
  • 学会等名: 1st world conference on kisspeptin signaling in the brain
  • 発表場所: Cordoba, Spain
• [学会発表] Quantitative expression profiling of kissl and its receptor in the teleost medaka (2008)
  • 著者名/発表者名: Okubo, K., Kanda, S., and Oka, Y.
  • 学会等名: 1st world conference on kisspeptin signaling in the brain
  • 発表場所: Cordoba, Spain
• [学会発表] Possible novel form of kisspeptin and kisspeptin receptors in the medaka, Oryzias latipes (2008)
  • 著者名/発表者名: Akazome, Y., Kanda, S. Mitani, Y., Okubo, K., and Oka, Y.
  • 学会等名: 1st world conference on kisspeptin signaling in the brain
  • 発表場所: Cordoba, Spain
• [学会発表] Kisspeptin and steroid-sensitive sexually dimorphic kisspeptin neurons in medak(Oryzias latipes) (2008)
  • 著者名/発表者名: Kanda, S., Akazome, Y. Yamamoto, N., Yamada, S. Tsukamura, H., Maeda, K., and Oka, Y.
  • 学会等名: 1st world conference on kisspeptin signal ing in the brain
  • 発表場所: Cordoba, Spain
• [備考]
  • URL: http://www.biol.s.u-tokyo.ac.jp/users/naibunpi/Oka/Oka_lab_publications.html