魚類の生殖腺刺激ホルモン受容体の機能と発現調節機構に関する研究

2001 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 12440235
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物形態・構造
• 研究機関: 岡崎国立共同研究機構
• 研究代表者: 長濱 嘉孝 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 教授 (50113428)
• 研究期間 (年度): 2000 – 2001
• キーワード: 生殖腺刺激ホルモン / FSH受容体 / LH受容体 / 卵巣 / 精巣 / mRNA発現 / 魚類 / 生殖腺体細胞

研究概要

硬骨魚類(アマゴOncorhynchus rhodurusとティラピアOreochromis niloticus)の卵巣と甲状腺から2種類の生殖腺刺激ホルモン受容体(FSH受容体とLH受容体)とTSH受容体がクローニングされた。哺乳類のCOS細胞に発現させたこれらの受容体は、FSH受容体はサケFSHに、LH受容体はサケLHに、またTSH受容体はBovineTSHに対してそれぞれもっとも強く反応し、細胞内cAMPを上昇させた。従って、ここで単離されたFSH、LH、TSHの受容体はいずれも機能的な受容体であると結論された。卵巣でのFSH受容体遺伝子の発現は、卵黄形成が始まる頃の卵胞で強くなり、卵黄形成盛期に最大となり、以後漸次減少し、卵成熟期の卵胞ではほとんど消失した。しかし、卵成熟が完了した濾胞組織で再び発現がみられるようになった。これとは対照的に、LH受容体遺伝子は、卵黄形成期の卵胞での発現は非常に弱く、卵成熟期が近づくにつれて発現量が増大し、卵成熟中の卵胞で最大となった。また、LH受容体遺伝子が卵成熟期の卵胞の顆粒膜細胞で強い発現がみられた。一方、精巣では、FSH受容体の発現は、精子形成期の精巣で強く、精子成熟期にはほとんど認められなかった。また、精巣における発現細胞はセルトリ細胞であった。一方、LH受容体遺伝子は、FSH受容体遺伝子にやや遅れて発現し、精子成熟期の精巣で非常に強い発現が観察された。また、その発現細胞は間質組織に位置するライディッヒ細胞に限局された。さらに、TSH受容体受容体を含む3種類の下垂体糖タンパク質ホルモンの染色体上での局在位置をRFLP解析により調べたところ、哺乳類とは異なり、いずれの受容体も異なる染色体に局在することが明らかになった。また、ティラピアのFSH受容体、LH受容体のプロモーター領域を含めた基本的ゲノム構造は哺乳類と非常に似ていることが明らかとなり、これら受容体遺伝子の発現調節における性ステロイドホルモンの重要な役割が示唆される。

研究成果

• [文献書誌] Oba, Y., Hirai, T., Yoshiura, Y., Kobayashi, T., Nagahama, Y.: "Cloning, functional characterization, and expression of thyrotropin receptors in the thyroid of amago salmon (Oncorhynchus rhodurus)"Biochem.Biophys.Res.Comm.. 276. 258-263 (2000)
• [文献書誌] Oba, Y., Hirai, T., Yoshiura, Y., Nagahama, Y.: "Fish pituitary glycoprotein hormone receptors : cloning and characterization of two different gonadotropin receptors from gonads and two thyrotropin-like receptors from thyroid of amago salmon (Oncorhynchus rhodurus)."Reproductive Physiology of Fish (Norberg, B., Kjesbu, O.S., Taranger, G.L., Anderson, E. and Stefansson, S.O., eds.). 164-166 (2000)
• [文献書誌] Nagahama, Y.: "Gonadal steroid hormones : major regulators of gonadal sex differentiation and gametogenesis in fish"Reproductive Physiology of Fish (Norberg, B., Kjesbu, O.S., Taranger, G.L. Anderson, E. and Stefansson, S.O., eds.). 211-222 (2000)
• [文献書誌] Oba, Y., Hirai, T., Yoshiura, Y., Kobayashi, T.Nagahama, Y.: "Fish gonadotropin and thyrotropin receptors : The evolution of glycoprotein hormone receptors in vertebrates"Comp.Physiol.Biochem. Part B. 129. 441-448 (2000)
• [文献書誌] Devlin, R.H., Nagahama, Y.: "Sex determination and sex differentiation in fish"Aquaculture. 208. 191-366 (2002)
• [文献書誌] Hirai, T., Oba, Y., Nagahama, Y.: "Fish gonadotropin receptors : molecular characterization and expression during gametogenesis"Fish.Sci. (in press). (2002)