成長ホルモンパルスジェネレーターの電気生理学的同定

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09876077
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 西原 真杉 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (90145673)
• キーワード: 成長ホルモン / パルスジェネレーター / 視床下部 / 成長ホルモン放出ホルモン / ソマトスタチン / 多ニューロン発射活動 / 下垂体 / ラット

研究概要

成長ホルモン(GH)は下垂体より間欠的に、すなわちパルス状に分泌されており、そのパルスパターンが生理作用の発現を第一義的に決定している。例えば、ラットにおいては雄ではほぼ正確に3.3時間毎に高振幅の分泌が起こるが、雌では高頻度で低振幅の分泌が起こり、このような分泌パターンの差が体成長の性差の原因となっている。一方、我々はヒトGH(hGH)遺伝子を導入した形質転換ラットを作出することに成功している。このラットには顕著な肥満、高血糖、インスリン抵抗性などが発現し、典型的なインスリン非依存性糖尿病が惹起された。我々はその根本的な原因はGHのパルス状分泌が欠如したためであると考え、hGHを間欠的に投与したところ、これらの病態が大きく改善した。すなわち、GHのパルスパターンが糖・脂質代謝の制御に関与していることが明かとなり、中枢による代謝制御機構の解明に、GHパルスジェネレーターの興奮性を直接モニターするシステムが期待されている。本研究は、未だ同定されていないGHパルスを誘起する視床下部神経機構、すなわちGHパルスジェネレーターの電気活動を記録するシステムの確立を試みたものである。下垂体からのGHのパルス状分泌を制御している視床下部のGH放出ホルモン(GRH)ニューロンとGH放出抑制ホルモン(SRIF)ニューロンの存在する領域のニューロン群の電気活動を多ニューロン発射活動記録法を用いて記録したところ、それぞれの領域から間欠的な興奮を示す特徴的なニューロン群の電気活動が記録できた。GHの分泌を促進するGH-releasing peptideを投与することにより、GH放出を促進する部位の活動は低下し、GH放出を抑制する部位の活動は上昇した。これらの結果は、本研究により記録された電気活動が、GHのパルス状分泌の制御に関わるものであることを示唆している。

研究成果

• [文献書誌] 西原 真杉: "視床下部GnRHパルスジェネレーターによる性腺機能の調節" 日本比較内分泌学会ニュース. 92. 8-13 (1999)
• [文献書誌] Nishihara M,他: "Electrophysiological correlates of pulsatile and surge gonadotrophin secretion" Reviews of Reproduction. 印刷中. (1999)
• [文献書誌] Ikeda A,他: "Obesity and insulin resistance in human growth hormone(hGH)transgenic rats" Endocrinology. 139. 3057-3063 (1998)
• [文献書誌] Hirasawa M,他: "Activity of the ventromedial hypothalamic neurons suppressing heart rate is associated with paradoxical sleep in the rat" Brain Research. 797. 103-108 (1998)
• [文献書誌] 西原 真杉: "GnRH分泌制御の神経機構" 内分泌・糖尿病科. 6. 572-580 (1998)
• [文献書誌] Suzuki M,他: "Identification of sex steroid-inducible genes in the hypothalamus of neonatal rats by cDNA subtraction" Neuroscience Letter. 242. 127-130 (1998)
• [文献書誌] 西原 真杉: "脳と生殖-GnRH神経系の進化と適応-" 学会出版センター, 233 (1998)
• [文献書誌] Suzuki M,他: "Reproductive Biology Update: Novel Tools for Assessment of Environmental Toxicity" Miyamoto H,Manabe N(eds),Nakanishi Printing Co., 498 (1998)