| 研究課題/領域番号 |
15K18570
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| 研究機関 | 日本獣医生命科学大学 |
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研究代表者 |
中田 友明 日本獣医生命科学大学, 獣医学部, 講師 (50549566)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | フェロモン / 性行動 / 繁殖 / 両生類 / イモリ / ソデフリン / アイモリン |
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| 研究実績の概要 |
当該年度申請者は、脊椎動物の性フェロモン作用機序を明らかにする目的で、交付申請書に記した、イモリの雄性フェロモンの受容機序の内分泌制御機構の解明の計画に照らして下記の実験を行い、一定の結果を得て、その成果を学術論文として国際誌に掲載するとともに、学会等で発表した。
（1）ソデフリンの受容機序の内分泌制御機構の解明
カルシウムイメージングで観察される鋤鼻器のソデフリン受容細胞は二型鋤鼻受容体と共役するGタンパク質αサブユニット（Gαo）を発現していると考えられる。この性フェロモンの応答感覚細胞群は繁殖期に雌で分泌量の増すプロラクチンと17βエストラジオールによってその数を増加させ、この応答細胞数の増加は基底細胞（未分化細胞）から生まれる新生神経のGαo陽性感覚細胞への分化誘導によると明らかになった。さらに、上記2種のホルモンの単独での性フェロモン受容細胞数への影響についても調べた。
（2）雌性フェロモンとその受容に関する研究
当該年度申請者は、イモリの性行動を観察していく過程で、これまで取り組んできた雄性フェロモンのソデフリンとは別に、繁殖期の雌が交尾相手の雄を誘引する性フェロモンを放出していると確信するに至り、同生理活性物質の同定を試みた結果、雌イモリの卵管から３アミノ酸残基の雄誘引活性ペプチドを発見し、『アイモリン』と命名した。
この物質は、繁殖期に肥厚する雌の卵管の繊毛性上皮細胞から分泌され、性的に成熟した雄のみを誘引することがわかった。さらに2つの性フェロモンの受容は、受容動物（ソデフリンでは雄、アイモリンでは雌が受容動物）でのみ観察される特定の鋤鼻感覚細胞が担っており、その細胞数は内分泌支配を受けて、繁殖期に雄その数を増加させることで、繁殖期に性フェロモンへの感受性を高めていることが分かった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
当該年度は、脊椎動物では初めてとなる雌性ペプチドフェロモン（アイモリン）をみつけ、その化学構造と受容機能の内分泌調節について調べた。
この発見により、雌雄間相互作用の観点から性フェロモンが媒介する動物の繁殖行動を研究することが可能となることで、本研究の目的である雄性フェロモン（ソデフリン）の受容機構とその内分泌調節に対する理解はより多角的で詳細なものに発展すると考えられる。例えば、雌の放出したアイモリンの化学信号が雄の鋤鼻神経細胞で神経信号に変換されて、その中枢に伝達されることが、雄の性行動の誘起につながり、その過程で雄の総排出腔から雌をつなぎ止めておくフェロモンであるソデフリンが放出されることが分かった。
最終的に受精に至るまでの一連の繁殖行動を完結させるには、雌雄双方がタイミングよくフェロモン信号を放出・受容しあうことが、大変重要であることが推察できるが、その機序については未だに不明な点が多く、更に研究を継続したいと考えている。したがって、両性のフェロモン分子の生成と受容に関する研究基盤を確立できた本年度の研究は「当初の計画以上に進展している」と評価する。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの研究計画に加えて、前年度のみつかった雌性フェロモン（アイモリン）がいかに雄の性行動（ソデフリンの放出）を誘起するかについて調べたいと考えている。
すなわち、研究の最終年度としてソデフリン相同遺伝子にコードされる地域特異的なペプチドフェロモン候補分子の地域個体群間での活性の違い（フェロモンの個体群ごとの分子進化）について、イモリの国内個体群（東北・関東・中部・西日本・九州）およびシリケンイモリの2個体群（奄美・沖縄）において解析を始め、その活性面での差異がいかなる受容機構によるものなのかを解析するとともに、繁殖期という限られた期間に両性のフェロモン（ソデフリンとアイモリン）がそれぞれどのように合成と放出が調節されているのかについても解析したいと考えている。特に、両フェロモンは異性の性行動を誘発する発因子（リリーサーフェロモン）として機能することが現在までに解明されているが、受容動物（異性）の生理状態や、異性のフェロモンの生成などを調節するプライマー効果をもつかについても、上述の研究が計画通りに終了した場合、研究を進めていきたいと考えている。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究消耗品の購入費用・依頼解析のための費用にあてる予定であったが、一部物品に関して国内在庫がなく、次年度以降の納品・支払いとなったものがあり、また依頼解析用試料が年度内に準備できなかったものがあったため、次年度使用額が生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
研究用消耗品（モノクローナル抗体）の購入、イモリ鋤鼻細胞のRNA-Seq依頼解析に使用する予定である。
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