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排卵や卵胞成熟を引き起こすGnRHニューロンの周期的活動のメカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K06924
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分46030:神経機能学関連
研究機関浜松医科大学

研究代表者

渡部 美穂  浜松医科大学, 医学部, 助教 (10399321)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードGABA / GnRHニューロン / CRHニューロン / クロライド / 生殖 / 視床下部 / クロライドホメオスタシス / KCC2 / オシレーション / カルシウムオシレーション
研究開始時の研究の概要

GnRHニューロンが排卵や卵胞成熟を引き起こすGnRHの大量分泌やパルス状分泌を起こすメカニズムは明らかにされていない。多数のGnRHニューロン間で周期的に活動が同期することがGnRH分泌様式の基盤となる可能性を考え、Ca2+イメージングによりGnRHニューロンの活動を記録し、活動パターンや同期活動の性成熟や性周期に伴う変化、雌雄差、栄養状態による変化を調べる。また、GABAが興奮性に作用するというGnRHニューロンの性質に着目し、興奮性GABA入力の同期活動への関与を調べる。さらに視床下部のin vivo Ca2+イメージングを行い、GnRH大量分泌やパルス状分泌時の活動パターンを検討する。

研究成果の概要

栄養状態の低下が生殖制御に関わるGnRHニューロンおよびストレス応答に関わるCRHニューロンの活動に影響を及ぼすメカニズムを検討した。食餌制限負荷により、CRHニューロンの細胞内クロライドホメオスタシスが破綻し、抑制性GABA入力が弱まることで、CRHニューロンの活動性が高まり、視床下部-下垂体-副腎軸が活性化されることが明らかになり、これがGnRHニューロンの活動性に影響を与える可能性が考えられ、栄養状態の低下が生殖機能に影響を与えるメカニズムの一端を明らかにすることができた。また、GnRHニューロンの活動の同期が、GnRHニューロンの大量分泌やパルス状分泌のメカニズムであるか検討を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

栄養状態の低下による体重の減少などにより、視床下部-下垂体の機能が低下し、無月経や無排卵になる中枢性排卵障害が知られているが、本研究で栄養状態の低下が細胞内クロライドホメオスタシスに影響を及ぼし、GABAによる神経活動制御に変化をもたらすことが、生殖機能低下のメカニズムの一端であることを明らかになり、細胞内ホメオスタシスを維持するトランスポーターやトランスポーターの活動を制御する分子を対象とした新たな治療法の開発につながると考える。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 4件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 4件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] Hungarian Academy of Sciences(ハンガリー)

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  • [雑誌論文] Early establishment of chloride homeostasis in CRH neurons is altered by prenatal stress leading to fetal HPA axis dysregulation2024

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Miho、Sinha Adya Saran、Shinmyo Yohei、Fukuda Atsuo
    • 雑誌名

      Frontiers in Molecular Neuroscience

      巻: 17 ページ: 1373337-1373337

    • DOI

      10.3389/fnmol.2024.1373337

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
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    • 著者名/発表者名
      Nguyen Trong Dao、Ishibashi Masaru、Sinha Adya Saran、Watanabe Miho、Kato Daisuke、Horiuchi Hiroshi、Wake Hiroaki、Fukuda Atsuo
    • 雑誌名

      Epilepsia

      巻: 64 号: 12 ページ: 3389-3403

    • DOI

      10.1111/epi.17784

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      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Imbalanced expression of cation-chloride cotransporters as potential therapeutic target in an Angelman syndrome model mouse.2023

    • 著者名/発表者名
      Egawa K#, Watanabe M#(#contributed equally to this work), Shiraishi H, Sato D, Takahashi Y, Nishio S , Fukuda A.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13: 5685 号: 1 ページ: 5685-5685

    • DOI

      10.1038/s41598-023-32376-z

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  • [雑誌論文] Taurine depletion during fetal and postnatal development blunts firing responses of neocortical layer II/III pyramidal neurons.2022

    • 著者名/発表者名
      Hosoi Y, Akita T, Watanabe M, Ito T, Miyajima H, Fukuda A
    • 雑誌名

      Frontiers in Molecular Neuroscience

      巻: 15: 806798 ページ: 806798-806798

    • DOI

      10.3389/fnmol.2022.806798

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    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of taurine depletion on body weight and mouse behavior during development.2022

    • 著者名/発表者名
      Watanabe M, Ito T, Fukuda A
    • 雑誌名

      Metabolites

      巻: 12(7): 631 号: 7 ページ: 631-631

    • DOI

      10.3390/metabo12070631

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      2022 実施状況報告書
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  • [雑誌論文] WNK3 kinase maintains neuronal excitability by reducing inwardly rectifying K+ conductance in layer V pyramidal neurons of mouse medial prefrontal cortex.2022

    • 著者名/発表者名
      Sinha AS, Wang T, Watanabe M, Hosoi Y, Sohara E, Akita T, Uchida S, Fukuda A
    • 雑誌名

      Frontiers in Molecular Neuroscience

      巻: 15: 856262 ページ: 856262-856262

    • DOI

      10.3389/fnmol.2022.856262

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A subpopulation of AgRP neurons excites CRH axon terminals in median eminence led to HPA axis activation in response to food restriction.2022

    • 著者名/発表者名
      Yesmin R, Watanabe M, Sinha AS, Ishibashi M, Wang T, Fukuda A
    • 雑誌名

      Frontiers in Molecular Neuroscience

      巻: 15: 990803 ページ: 1-16

    • DOI

      10.3389/fnmol.2022.990803

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      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 細胞内タウリンのプロテインキナーゼCによるリン酸化を介したGABAA受容体膜発現制御2020

    • 著者名/発表者名
      渡部美穂、細井泰志、秋田天平、伊藤崇志、福田敦夫
    • 雑誌名

      タウンリンサーチ

      巻: 6 ページ: 20-22

    • NAID

      130008090563

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    • 著者名/発表者名
      Watanabe M, Kahle KT, Fukuda A, Shinmyo Y.
    • 学会等名
      The 20th Kyungpook-Hamamatsu Joint Medical Symposium Hamamatsu Meeting
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    • 著者名/発表者名
      Nguyen DT, Ishibashi M, Watanabe M, Sinha AS, Yesmin R and Fukuda A.
    • 学会等名
      第100回日本生理学会大会
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      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Effects of enhanced KCC2 activity induced by dephosphorylation of Thr906 and Thr1007 on neuronal function.2023

    • 著者名/発表者名
      Watanabe M, Kahle KT, Fukuda A.
    • 学会等名
      第100回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Taurine depletion during fetal and postnatal development blunts firing responses of neocortical layer II/III pyramidal neurons.2023

    • 著者名/発表者名
      Hosoi Y, Akita T, Watanabe M, Ito T, Miyajima H, Fukuda A.
    • 学会等名
      第100回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Astrocytic NKCC1 plays a pivotal role in prevention of seizures promoted by postsynaptic GABAergic excitation in epilepsy models.2022

    • 著者名/発表者名
      Nguyen DT, Ishibashi M, Watanabe M, Sinha AS, Yesmin R and Fukuda A.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 51st Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 抑制性神経伝達におけるカリウム-クロライド共輸送体(KCC2)のリン酸化による機能制御の役割2022

    • 著者名/発表者名
      渡部美穂、Kahle KT、福田敦夫
    • 学会等名
      第49回日本脳科学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Loss of astrocytic Na-K-Cl cotransporter type 1 hastens seizures promoted by GABAergic excitation of neurons.2022

    • 著者名/発表者名
      Nguyen DT, Ishibashi M, Watanabe M, Akita T, Sinha AS, Yesmin R and Fukuda A.
    • 学会等名
      第49回日本脳科学会
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      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Therapeutic effects of bumetanide on neurological dysfunction in a mouse model of Angelman syndrome.2022

    • 著者名/発表者名
      Egawa K, Watanabe M, Shiraishi H, Fukuda A.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 51st Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] WNK3 kinase maintains neuronal excitability by regulating trafficking of KCC2 and inward rectifying K+ channels in layer V pyramidal neurons of mouse medial prefrontal cortex.2022

    • 著者名/発表者名
      Sinha AS, Wang T, Watanabe M, Sohara E, Akita T, Uchida S, Fukuda A.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 51st Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Loss of astrocytic Na-K-Cl cotransporter type 1 hastens seizures promoted by GABAergic excitation of neurons.2022

    • 著者名/発表者名
      Nguyen DT, Ishibashi M, Watanabe M, Sinha AS, Yesmin R, Fukuda A.
    • 学会等名
      第69回中部生理学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] WNK3 kinase maintains neuronal excitability by regulating trafficking of KCC2 and inward rectifying K+ channels in layer V pyramidal neurons.2022

    • 著者名/発表者名
      Sinha AS, Wang T, Watanabe M, Sohara E, Akita T, Uchida S, Fukuda A.
    • 学会等名
      第69回中部生理学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Regulated KCC2 phosphorylation is critical for dynamic GABA-mediated inhibition.2022

    • 著者名/発表者名
      Watanabe M, Kahle KT, Fukuda A
    • 学会等名
      第99回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] タウリンの枯渇がマウス行動および発達期の体重に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      渡部美穂、細井泰志、福田敦夫
    • 学会等名
      第8回国際タウリン研究会日本部会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] リン酸化によるカリウム-クロライド共輸送体 (KCC2)の機能制御2021

    • 著者名/発表者名
      渡部美穂、Kahle KT、福田敦夫
    • 学会等名
      第68回中部生理学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 神経細胞内タウリンによるリン酸化を介したGABAA受容体発現制御機構2021

    • 著者名/発表者名
      渡部美穂、細井泰志、秋田天平、伊藤崇志、福田敦夫
    • 学会等名
      第7回国際タウリン研究会日本部会学術集会
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      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Developmentally regulated KCC2 phosphorylation is critical for dynamic GABA-mediated inhibition2021

    • 著者名/発表者名
      Watanabe M, Kahle KT, Fukuda A
    • 学会等名
      第98回日本生理学会大会、第126回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] カリウム-クロライド共役担体(KCC2)のリン酸化による機能制御2020

    • 著者名/発表者名
      渡部美穂、Kahle KT、福田敦夫
    • 学会等名
      第67回中部生理学会
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      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] リン酸化によるカリウム-クロライド共輸送体(KCC2)の機能制御はGABAによる抑制性伝達形成に必須である2020

    • 著者名/発表者名
      渡部美穂、Kahle KT、福田敦夫
    • 学会等名
      第47回日本脳科学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [図書] Neuronal Chloride Transporters in Health and Disease. Chapter 11. Post-translational modification of neuronal chloride transporters2020

    • 著者名/発表者名
      Miho Watanabe, Atsuo Fukuda
    • 総ページ数
      13
    • 出版者
      Elsevier
    • ISBN
      9780128153185
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 浜松医科大学神経生理学講座

    • URL

      https://www.hama-med.ac.jp/education/fac-med/dept/neurophysiology/index.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
  • [備考] research map

    • URL

      https://researchmap.jp/mihowatanabe

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 日本生理学会ホームページ サイエンストピックス

    • URL

      http://physiology.jp/science-topic/30349/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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