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2013 年度 実績報告書

性機能を司る脳-脊髄神経ネットワークにおける非シナプス的神経制御メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 24680039
研究機関岡山大学

研究代表者

坂本 浩隆  岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (20363971)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワード性機能 / 脳 / 脊髄 / 神経解剖 / 非シナプス的 / ガストリン放出ペプチド / オキシトシン / 神経内分泌
研究概要

研究代表者はこれまでに、脊髄に存在するガストリン放出ペプチド(GRP)ニューロン系が雄優位な局所神経ネットワークを構築し、雄の性機能を調節していることを見出した。この新規に見出した性機能を司る回路システムと脳との機能的・器質的結びつきについて、現在はさらに脊髄GRP系とオキシトシン(OXT)との機能連関についての解析を進めている。
平成25年度の実績の概要としては、(1)脊髄GRP系のOXTに対する応答性の解析で、OXTに神経毒(サポリン)と結合させた複合体(ターゲット・トキシンとして)をラット脊髄内に局所投与し、神経解剖学的にGRPニューロンの特異的な脱落を明らかにした。また、効果的な脊髄GRP系の解析系の樹立を目指し、(2)GRPプロモーターの下流に蛍光タンパク質の遺伝子を繋いだトランスジーンを挿入したトランスジェニック(TG)・ラットの作出を行っている。平成25年度までに、蛍光発光を指標にキャラクタライゼーションを行い、2ラインにまでラインの絞り込みを終えている。さらにin・exo vivo 解析の効率を高める目的で、人工酵素TALエフェクターヌクレアーゼ(TALEN)技法を応用し、GRP遺伝子座に赤色蛍光タンパク質遺伝子をノックイン(KI)した、GRP―赤色蛍光タンパク質遺伝子KI・ラットの作出も開始した。平成25年度に、当該KIラット作出に必要となるGRP遺伝子に特異的なTALENのコンストラクト作製に成功した。さらに、予備的解析から、本コンストラクトは、GRP遺伝子に対するゲノム編集が可能であった。平成26年度はこのTALENコンストラクトを用いて、実際にKIラットの作出を試みる。
本TGおよびKIラット・ライン確立により、生体でのGRPニューロンの神経生理を解析することが可能になる。

現在までの達成度 (区分)
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

本研究により種々の新知見を見出すことができ、各種遺伝子改変動物の作出も順調に進んでいるものと判断する。以上の理由から、研究はおおむね順調に進展しているものと自己評価する。

今後の研究の推進方策

平成25年度に作出したGRP-Venus TGラットについて、キャラクタライゼーション・ラインの絞り込みを進める。さらに、平成25年度に得られた予備的解析結果を基にして、GRP―赤色蛍光タンパク質遺伝子ノックイン(KI)・ラットの作出を開始する。また、exo vivo 系において脊髄に分布する軸索からのオキシトシンのエキソサイトーシス現象の超微形態学的解析法の確立を進める。現在、マイクロスライサーを用いて急性脊髄スライス (厚さ350-500 um) を作製し、酸素飽和させた人工脳脊髄液 (aCSF) 内で平衡化させた後、高濃度カリウム (56 mM) を含むaCSFで数分間刺激し、エキソサイトーシスを誘発している。その後、脊髄スライスを固定し、定法に従い樹脂包埋を行い、超薄切片を作製し、オキシトシンに対する免疫電顕を行い解析する。平成25年度までの下垂体後葉を用いた予備的解析で、解析系の確立に成功しているので、平成26年度は本格的に脊髄スライスの解析、および定量化を目指す。

次年度の研究費の使用計画

遺伝子改変動物の繁殖が予定より進まなかったため。
遺伝子改変動物の系統維持代金として使用する予定である。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (18件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Androgen regulates development of the sexually dimorphic gastrin-releasing peptide neuron system in the lumbar spinal cord: evidence from a mouse line lacking androgen receptor in the nervous system2014

    • 著者名/発表者名
      H. Sakamoto et al.
    • 雑誌名

      Neuroscience Letters

      巻: 558 ページ: 109-114

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2013.10.068

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Identification of CNS neurons innervating the levator ani and ventral bulbospongiosus muscles in male rats2014

    • 著者名/発表者名
      A.D. Dobberfuhl et al.
    • 雑誌名

      Journal of Sexual Medicine

      巻: 11 ページ: 664-677

    • DOI

      10.1111/jsm.12418

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distribution of gastrin-releasing peptide in the rat trigeminal and spinal somatosensory systems2014

    • 著者名/発表者名
      K. Takanami et al.
    • 雑誌名

      Journal of Comparative Neurology

      巻: 522 ページ: 1858-1873

    • DOI

      10.1002/cne.23506

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Potential roles of arginine-vasotocin in the regulation of aggressive behavior in the mudskipper (Periophthalmus modestus)2013

    • 著者名/発表者名
      N. Kagawa et al.
    • 雑誌名

      General and Comparative Endocrinology

      巻: 194 ページ: 257-263

    • DOI

      10.1016/j.ygcen.2013.09.023

    • 査読あり
  • [学会発表] 脊髄に存在する雄優位の性的二型核:gastrin-releasing peptide系の性差構築メカニズム2014

    • 著者名/発表者名
      坂本浩隆
    • 学会等名
      第119回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 発表場所
      自治医科大学キャンパス(栃木県下野市)
    • 年月日
      20140327-20140329
  • [学会発表] ラット三叉神経節および脊髄後根神経節におけるgastrin-releasing peptideの発現と回路2014

    • 著者名/発表者名
      高浪景子
    • 学会等名
      第119回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 発表場所
      自治医科大学キャンパス(栃木県下野市)
    • 年月日
      20140327-20140329
  • [学会発表] 雄の性行動時に脊髄で放出されるオキシトシンは脊髄gastrin-releasing peptide系を活性化する2014

    • 著者名/発表者名
      越智拓海
    • 学会等名
      第119回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 発表場所
      自治医科大学キャンパス(栃木県下野市)
    • 年月日
      20140327-20140329
  • [学会発表] 雄の性機能を制御する脊髄GRP系は哺乳類に普遍的か?2014

    • 著者名/発表者名
      坂本浩隆
    • 学会等名
      日本行動神経内分泌研究会(JSBN)第4回関西支部勉強会
    • 発表場所
      京都橘大学 優心館101(京都府京都市)
    • 年月日
      20140322-20140322
  • [学会発表] 感覚ニューロンにおける神経内分泌機構への形態科学的アプローチ2014

    • 著者名/発表者名
      高浪景子
    • 学会等名
      日本行動神経内分泌研究会(JSBN)第4回関西支部勉強会
    • 発表場所
      京都橘大学 優心館101(京都府京都市)
    • 年月日
      20140322-20140322
  • [学会発表] OXTは雄の性行動時に脊髄GRPニューロンにおけるpERK発現を誘起する2014

    • 著者名/発表者名
      越智拓海
    • 学会等名
      日本行動神経内分泌研究会(JSBN)第4回関西支部勉強会
    • 発表場所
      京都橘大学 優心館101(京都府京都市)
    • 年月日
      20140322-20140322
  • [学会発表] 男性性機能と神経ホルモン2014

    • 著者名/発表者名
      坂本浩隆
    • 学会等名
      第40回京阪泌尿器腫瘍セミナー
    • 発表場所
      メルパルク京都(京都府京都市)
    • 年月日
      20140214-20140214
    • 招待講演
  • [学会発表] 免疫組織化学の超高圧電子顕微鏡観察への応用2013

    • 著者名/発表者名
      坂本浩隆
    • 学会等名
      平成25年度 生理学研究所研究会 「電子顕微鏡機能イメージングの医学・生物学への応用」
    • 発表場所
      自然科学研究機構 岡崎コンファレンスセンター(愛知県岡崎市)
    • 年月日
      20131113-20131114
    • 招待講演
  • [学会発表] 感覚ニューロン系の3次元的超微形態解析2013

    • 著者名/発表者名
      高浪景子
    • 学会等名
      平成25年度 生理学研究所研究会 「電子顕微鏡機能イメージングの医学・生物学への応用」
    • 発表場所
      自然科学研究機構 岡崎コンファレンスセンター(愛知県岡崎市)
    • 年月日
      20131113-20131114
  • [学会発表] 雄の性行動は脊髄GRPニューロンにおけるpERK発現を誘起する2013

    • 著者名/発表者名
      越智拓海
    • 学会等名
      第40回日本神経内分泌学会学術集会
    • 発表場所
      宮崎市民プラザ(宮崎県宮崎市)
    • 年月日
      20131025-20131026
  • [学会発表] マウスにおける雄の性機能を制御する脊髄gastrin-releasing peptide系の解析2013

    • 著者名/発表者名
      坂本浩隆
    • 学会等名
      日本解剖学会 第68回中国・四国支部学術集会
    • 発表場所
      鳥取大学医学部米子キャンパス(鳥取県米子市)
    • 年月日
      20131019-20131020
  • [学会発表] 雄の性行動時にオキシトシンは脊髄gastrin-releasing peptideニューロンを活性化する2013

    • 著者名/発表者名
      越智拓海
    • 学会等名
      日本解剖学会 第68回中国・四国支部学術集会
    • 発表場所
      鳥取大学医学部米子キャンパス(鳥取県米子市)
    • 年月日
      20131019-20131020
  • [学会発表] (日本版)全動物門のゲノム解読にむけて 1:総説2013

    • 著者名/発表者名
      佐藤矩行
    • 学会等名
      日本動物学会 第84回大会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス(岡山県岡山市)
    • 年月日
      20130926-20130928
  • [学会発表] (日本版)全動物門のゲノム解読にむけて 3:箒虫動物 P. australisのゲノム解読2013

    • 著者名/発表者名
      小柳 亮
    • 学会等名
      日本動物学会 第84回大会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス(岡山県岡山市)
    • 年月日
      20130926-20130928
  • [学会発表] ラットにおける視床下部新規神経ペプチドの電子顕微鏡観察2013

    • 著者名/発表者名
      前嶋 翔
    • 学会等名
      日本動物学会 第84回大会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス(岡山県岡山市)
    • 年月日
      20130926-20130928
  • [学会発表] Oxytocinergic projections mediate the spinal gastrin-releasing peptide system controlling male sexual function2013

    • 著者名/発表者名
      Takumi Oti
    • 学会等名
      10TH WORLD CONGRESS ON NEUROHYPOPHYSIAL HORMONES
    • 発表場所
      St. George’s Bristol, Bristol, England
    • 年月日
      20130715-20130719
  • [学会発表] 三叉神経感覚系におけるガストリン放出ペプチドの分布2013

    • 著者名/発表者名
      高浪景子
    • 学会等名
      第36回日本神経科学会
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都府京都市)
    • 年月日
      20130620-20130623
  • [学会発表] バソプレシン-eGFPトランスジェニックラットにおけるeGFP分子の動態解析2013

    • 著者名/発表者名
      佐藤慧太
    • 学会等名
      日本動物学会中国四国支部 第65回大会
    • 発表場所
      徳島大学三島キャンパス(徳島県徳島市)
    • 年月日
      20130511-20130512
  • [図書] ブレインサイエンス・レビュー20132013

    • 著者名/発表者名
      坂本浩隆(分担執筆)
    • 総ページ数
      182
    • 出版者
      株式会社クバプロ
  • [備考] 岡山大学理学部附属牛窓臨海実験所

    • URL

      http://www.science.okayama-u.ac.jp/~rinkai/ushi.htm

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公開日: 2015-05-28  

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