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2019 年度 実施状況報告書

神経修飾ペプチドGnRH3は脳内で如何に放出され、感覚神経回路を修飾するのか?

研究課題

研究課題/領域番号 19K06762
研究機関名古屋大学

研究代表者

阿部 秀樹  名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (90396804)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードペプチド放出 / トランスジェニックメダカ / 神経修飾
研究実績の概要

魚類性行動の動機づけ制御に関わる終神経GnRH3 ペプチド神経系をモデルとして、神経修飾ペプチドが脳内神経回路を調節するメカニズムを明らかにすることを目的として、① 開口放出センサータンパク質SynaptopHluorin (SpH)をGnRH3ニューロン特異的に発現するgnrh3:sphトランスジェニック(TG)メダカ脳の ex vivo標本を用いて、稚魚脳内GnRH3ニューロンからライブイメージングを行い、バースト発火期の脳内GnRH3ニューロン細胞体・軸索に於ける自発的な開口放出を検出・解析した。
その結果、開口放出を反映する一過性SpH蛍光強度上昇がGnRH3ニューロン細胞体・軸索の両方で見られたが,その発生頻度は細胞体・軸索共に少な(5 分間で0 ~ 5 回)かった。また、一過性SpH蛍光強度上昇には持続時間が異なる2パターンが存在することが蛍光強度変化の時間推移の解析から明らかになった。さらにGABAA受容体阻害によってGnRH3ニューロンへの興奮性シナプス入力を増大させたところ、そのうちの1イプののSpH蛍光強度上昇頻度が増加することが明らかとなった。

また、②シナプス小胞と有芯小胞を区別できないgnrh3:sph TGメダカの欠点を補うために、新たに有芯小胞のみで開口放出に伴って蛍光強度が変化するgnrh3:npy-phluorin系統の作出を試み,現在系統を増殖させ,生理実験に必要な個体数が確保され次第,SpH TGメダカで行った同様のイメージング実験を行い,蛍光強度変化の性質を比較する予定である。

さらに③ 人工リガンドに対する人工受容体(DREADDs)をGnRH3 ニューロン特異的に発現するTG メダカの作製を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

稚魚脳ex vivo標本を用いたイメージング結果から脳内GnRH3ニューロンにおける自発的な開口放出頻度が想定よりも低いことが判明した。そのため単純に光シート顕微鏡を使用して自発的開口放出現象を記録して,そのkineticsを解析使用と思っても定量的なデータを得ることが困難なことが判明した。
またGnRH3ニューロン特異的にDREADDsを発現するTGメダカ系統の作出に時間がかかっている。

今後の研究の推進方策

GABAA受容体阻害による興奮性シナプス入力の増大がGnRH3ニューロンからの開口放出を促進することが判明したが,より緩徐・持続的に興奮を催す薬物の潅流・光シート顕微鏡観察時に使用する寒天ゲルに溶かし込むことによって,高頻度にSpH蛍光強度上昇を発生させ,そのkineticsの定量解析を試みる。
またGnRH3ニューロン特異的にDREADDsを発現するTGメダカについては現在導入コンストラクトの再設計を行い,遺伝子導入を奨めている。

次年度使用額が生じた理由

GnRH3ニューロン特異的にDREADDsを発現するTGメダカの作出が送れたため,その機能解析に必要な装置・試薬を購入しなかったため。そのためこれらTGメダカのF0世代が生まれ始めたところでそのスクリーニングに使用する蛍光光源や,行動解析のための実験装置類に使用する予定である。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Indirect pathway to pectoral fin motor neurons from nucleus ruber in the Nile tilapia Oreochromis niloticus2019

    • 著者名/発表者名
      Nakayama, T., Nishino, H., Narita, J., Abe, H., Yamamoto, N.
    • 雑誌名

      J. Comp. Neurol.

      巻: 527 ページ: 957-971

    • DOI

      10.1002/cne.24578

    • 査読あり
  • [学会発表] 脳内GnRH3ニューロンにおけるペプチド放出のライブイメージング2019

    • 著者名/発表者名
      梶浦真司・木山純平・阿部秀樹
    • 学会等名
      第13回水生動物の行動と神経系シンポジウム
  • [学会発表] ミドリフグ(Dichotomyctere nigroviridis)における、TTX類に対する嗅覚性誘引行動2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木偉久・野口能寿・中東亮太・安立昌篤・山本直之・西川俊夫・阿部秀樹
    • 学会等名
      第13回水生動物の行動と神経系シンポジウム
  • [学会発表] 異なる配偶システムを生み出す脳内バソトシン・イソトシン系の比較2019

    • 著者名/発表者名
      福田和也・椋田崇生・川口将史・阿部秀樹・山本直之
    • 学会等名
      第13回水生動物の行動と神経系シンポジウム
  • [学会発表] 異なる配偶システムを生み出す脳内バソトシン・イソトシン系の比較研究2019

    • 著者名/発表者名
      福田和也・椋田崇生・川口将史・阿部秀樹・山本直之
    • 学会等名
      日本動物行動学会第38回大会
  • [学会発表] ミドリフグ(Tetraodon nigroviridis)における、TTX類に対する嗅覚性誘引行動2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木偉久・中東亮太・安立昌篤・山本直之・西川俊夫・阿部 秀樹
    • 学会等名
      日本動物学会第90回大阪大会
  • [学会発表] GnRH3-SynaptopHluorinメダカ ex vivo脳標本から記録されたGnRH3ニューロンからの自発的開口放出活動2019

    • 著者名/発表者名
      阿部秀樹・木山純平・梶浦真司
    • 学会等名
      日本動物学会第90回大阪大会

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公開日: 2021-01-27  

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