新たな遺伝学的アプローチによる下垂体後葉系を基軸とする生体防御反応の統合機構解明

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H04027
• 研究機関: 産業医科大学
• 研究代表者: 上田 陽一 産業医科大学, 医学部, 教授 (10232745)
• 研究分担者: 吉村 充弘 産業医科大学, 医学部, 助教 (00464462) ; 丸山 崇 産業医科大学, 医学部, 准教授 (20533194)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 生理学 / 神経科学 / 生理活性 / 遺伝子 / ストレス / トランスジェニックラット / 光遺伝学 / 薬理遺伝学

研究実績の概要

下垂体後葉系に関連する生体防御反応の統合機構解明のために遺伝子改変動物や遺伝子発現を指標とした解析を行い、令和顔年度に得られた成果は以下のとおりである。１）バゾプレッシン-hM3Dq-mCherryトランスジェニックラットを用いてclozapine-N-oxide（CNO）を腹腔内投与後に糖負荷試験を行い、糖代謝に対するバゾプレッシンの作用について検討したところ、一部血糖上昇を抑制する傾向が見られたものの十分な効果は得られなかった。２）オキシトシン-hM3Dq-mCherryトランスジェニックラットの系統を確立するために融合遺伝子のサザンブロット解析を行い、融合遺伝子が挿入されて継代されている系統を明らかにすることができた。３）ラットを用いたストレプトゾトシン誘発高血糖モデル、両側腎臓摘出による腎不全モデル、ポリエチレングリコールの腹腔内投与による血管内容量減少モデルを作製し、視床下部遺伝子発現、バゾプレッシン-eGFPトランスジェニックラットおよびオキシトシン-mRFP1トランスジェニックラットを用いてのバゾプレッシンとオキシトシンの発現動態について明らかにした。４）実験的自己免疫性脳脊髄炎モデルラットを作製し、下垂体後葉ホルモンを含む視床下部ペプチド群の遺伝子発現について検討し、視床下部ペプチド遺伝子発現変化およびオキシトシンの特異的な産生増加を明らかにした。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

バゾプレッシン-eGFP、オキシトシン-mRFP1トランスジェニックラット、バゾプレッシン-hM3Dq-mCherryトランスジェニックラットおよびオキシトシン-hM3Dq-mCherryトランスジェニックラットの繁殖・継代が本学動物センターにおいて今年度も順調に継続している。また、計画通り、種々の病態モデルにおける研究成果を上げることができた。

今後の研究の推進方策

３年目を終え、おおむね計画通りに進展しており、今年度（４年目）は本研究課題の最終年度を迎える。そこで、実験においてはバゾプレッシン-hM3Dq-mCherryトランスジェニックラットおよびオキシトシン-hM3Dq-mCherryトランスジェニックラットの生理機能解析を重点的に行う。さらに、これまでの３年間で得られた種々の病態モデル解析を主とした研究成果を踏まえ、バゾプレッシンおよびオキシトシンの新たな生理機能について着目した点について考察し、次の研究の展開へと繋げる。

研究成果

• [雑誌論文] Expression of the genes encoding hypothalamic feeding-related neuropeptides in the streptozotocin-induced diabetic rats with variable hyperglycemia and hyperphagia (2019)
  • 著者名/発表者名: Sonoda Satomi、Yoshimura Mitsuhiro、Ueno Hiromichi、Nishimura Haruki、Nishimura Kazuaki、Tanaka Kentaro、Motojima Yasuhito、Saito Reiko、Maruyama Takashi、Hashimoto Hirofumi、Okada Yosuke、Tanaka Yoshiya、Ueta Yoichi
  • 雑誌名: Neuropeptides 巻: 75 ページ: 34～40
  • DOI: 10.1016/j.npep.2019.03.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Changes in gene expressions of hypothalamic neuropeptides controlling feeding behaviors in bilateral nephrectomized rats (2019)
  • 著者名/発表者名: Ueno Hiromichi、Miyamoto Tetsu、Sanada Kenya、Nakazono Kazutoshi、Tanaka Kentaro、Nishimura Haruki、Nishimura Kazuaki、Sonoda Satomi、Yoshimura Mitsuhiro、Maruyama Takashi、Serino Ryota、Otsuji Yutaka、Ueta Yoichi
  • 雑誌名: Neuroscience Letters 巻: 711 ページ: 134426～134426
  • DOI: 10.1016/j.neulet.2019.134426
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of acute kidney dysfunction on hypothalamic arginine vasopressin synthesis in transgenic rats. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ueno Hiromichi, Serino Ryota, Sanada Kenya, Akiyama Yasuki, Tanaka Kentaro, Nishimura Haruki, Nishimura Kazuaki, Sonoda Satomi, Motojima Yasuhito, Saito Reiko, Yoshimura Mitsuhiro, Maruyama Takashi, Miyamoto Tetsu, Tamura Masahito, Otsuji Yutaka, Ueta Yoichi
  • 雑誌名: The journal of physiological sciences : JPS 巻: 69(3) ページ: 531～541
  • DOI: 10.1007/s12576-019-00675-8
  • 査読あり
• [学会発表] ラット視床下部におけるエストロゲン依存的オキシトシンの変動 (2020)
  • 著者名/発表者名: 西村和朗, 馬場一彦, 眞田賢哉, 秋山泰樹, 西村春来, 田中健太郎, 園田里美, 上野啓通, 吉村充弘, 丸山崇, 吉野潔, 上田陽一
  • 学会等名: 第49回 日本心脈管作動物質学会
• [学会発表] Possible relationship between estrogen-dependent hypothalamic oxytocin synthesis and body fat accumulation in female rats (2020)
  • 著者名/発表者名: 西村和朗, 馬場一彦, 眞田賢哉, 秋山泰樹, 西村春来, 田中健太郎, 園田里美, 上野啓通, 吉村充弘, 丸山崇, 吉野潔, 上田陽一
  • 学会等名: 第97回 日本生理学会
• [学会発表] ラットのオキシトシン発現と性周期の関係、卵巣摘除およびエストロゲン投与による影響について (2019)
  • 著者名/発表者名: 上田陽一
  • 学会等名: 第72回日本自律神経学会総会
• [学会発表] 自律神経活性および浸透圧変化を介したオキシトシンの動態の制御機構の解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 上野啓通, 眞田賢哉, 丸山崇, 宮本哲, 尾辻豊, 上田陽一
  • 学会等名: 第72回日本自律神経学会総会
• [学会発表] ラット視床下部におけるエストロゲン依存的オキシトシンの変動 (2019)
  • 著者名/発表者名: 西村和朗, 上田陽一, 吉野潔
  • 学会等名: 第34回日本女性医学学術集会
• [学会発表] ラット視床下部・下垂体におけるオキシトシンおよびバゾプレッシン動態の性差について (2019)
  • 著者名/発表者名: 西村和朗, 馬場一彦, 眞田賢哉, 西村春来, 園田里美, 吉村充弘, 丸山崇, 吉野潔, 上田陽一
  • 学会等名: 第46回日本神経内分泌学会学術集会
• [学会発表] 腹膜透析液の中枢を介したバゾプレッシン分泌・合成への関与～基礎・臨床両面からの検討～ (2019)
  • 著者名/発表者名: 眞田賢哉, 上野啓通, 田中健太郎, 西村春来, 西村和朗, 園田里美, 宮本哲, 丸山崇, 尾辻豊, 上田陽一
  • 学会等名: 第46回日本神経内分泌学会学術総会
• [学会発表] 実験的自己免疫性脳脊髄炎モデルラットにおける視床下部摂食関連ペプチド遺伝子発現及び神経内分泌反応の検討 (2019)
  • 著者名/発表者名: 田中健太郎, 齋藤玲子, 西村春来, 西村和朗, 園田里美, 上野啓通, 丸山崇, 尾仲達史, 楠原浩一, 上田陽一
  • 学会等名: 第46回日本神経内分泌学会学術集会
• [学会発表] ラット視床下部・下垂体における下垂体後葉ホルモン動態の性差について (2019)
  • 著者名/発表者名: 西村和朗, 馬場一彦, 眞田賢哉, 秋山泰樹, 西村春来, 田中健太郎, 園田里美, 上野啓通, 吉村充弘, 丸山 崇, 吉野 潔, 上田陽一
  • 学会等名: 第34回 日本下垂体研究会学術集会
• [学会発表] ラット視床下部におけるエストロゲン依存的オキシトシンの変動 (2019)
  • 著者名/発表者名: 西村 和朗, 上田 陽一, 吉野 潔
  • 学会等名: 第76回九州連合産科婦人科学会
• [学会発表] ケモジェネティクスを用いたラットAVPニューロン活性後の活動・飲水・摂食行動の評価 (2019)
  • 著者名/発表者名: 園田 里美、吉村 充弘、 丸山 崇、岡田 洋右、田中 良哉、上田 陽一
  • 学会等名: 第92回日本内分泌学会
• [学会発表] ラット視床下部におけるオキシトシン・バゾプレッシン動態の性差について (2019)
  • 著者名/発表者名: 西村和朗, 上田陽一, 吉野潔
  • 学会等名: 第71回日本産科婦人科学会学術講演会
• [学会発表] The gene expressions of the hypothalamic feeding related peptides and neuroendocrine responses in an experimental allergic encephalomyelitis rat (2019)
  • 著者名/発表者名: 田中健太郎, 齋藤玲子, 真田賢哉, 西村春来, 西村和朗, 園田里美, 上野啓通, 元嶋尉士, 松浦孝紀, 吉村充弘, 丸山崇, 楠原浩一, 上田陽一
  • 学会等名: Neuroscience of Energy Balance 2019