研究課題
これまでの研究の中で、メスの配偶行動の拒絶と受け入れという二相的な制御を終神経GnRHニューロンから放出されるGnRH3ペプチドが担うことが示唆されていた。ドワーフグラミーを用いた研究では、神経興奮の増加と共にGnRH3ペプチドが自己分泌され、終神経GnRHニューロンに曝露されることで自発発火頻度を増加させるという正のフィードバックモデルが提唱されていたが、メダカでも同様の機構が成立しているかについては不明であった。そこで、ルースセルパッチクランプ法を用いて、メダカ終神経GnRHニューロンの自発発火を計測しているもとで、GnRH3ペプチドを人工的に曝露したところ、自発発火頻度上昇が観察され、自己分泌経路がメダカでも機能していることが示唆された。更に、配偶者選択行動を司る神経基盤を終神経GnRHニューロン以外に網羅的に探索することを目的として、神経新生を利用した新たな脳領域スクリーニング法の確立を試みた。まず、神経前駆細胞で発現するHuC遺伝子のプロモーターを用いて、Creの発現依存的な組み替えによりタンパク質の発現変化をするトランスジェニック系統を作成した(HuC : 10xp-DsRed-10xp-GFP)。本系統に微少量のCre mRNAを顕微注入したところ、終脳の非常に少数の細胞でのみ偶発的に組み替えが生じることを見出した。また、熱ショックタンパク質プロモーター下流でCreを発現するトランスジェニック系統(HSP : Cre)と本系統とを掛け合わせた上で、近赤外光レーザーで熱ショックを与えたところ、標的とした少数の細胞で組み替えを起こすことにも成功した。上記の方法により、「遺伝子レベルではなく、神経細胞レベル」で、脳全体にランダムに組み替えを起こす順遺伝学的アプローチ、及び、標的神経細胞のみを修飾する逆遺伝学的アプローチの確立に成功し、新たな関連神経細胞の探索基盤が出来た。
1: 当初の計画以上に進展している
配偶行動、配偶者選択行動の解析のために新規な脳領域を同定するための方法の開発に成功したため。標的候補脳領域を増やす事によって、薬理学的アプローチのターゲットが増えるだけではなく、それらの相互作用関係を考えることにより新たな研究領域が得られると期待できる。
薬物スクリーニングを行う前に、終神経GnRHニューロンの自発発火が配偶者選択行動を制御しているかどうかを正確に議論するため、光により神経興奮を制御するオプトジェネティックスを用いて自発発火頻度を人工的に制御する必要がある。また、成魚の自由遊泳下でのオプトジェネティクスの技術は発展途上であるため、マウスなど技術開発が飛躍的に進行している多種を用いながら技術習得の必要が生じた。
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Biochemical and biophysical research communications
巻: 404(1) ページ: 453-457
10.1016/j.bbrc.2012.05.125.
