ペプチドによる神経回路修飾の動態を単一ニューロン～神経回路レベルで俯瞰する

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25440166
• 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): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 神経修飾 / ペプチド / 開口放出 / イメージング / 初代培養

研究実績の概要

脳内ペプチドの単一細胞レベルでの放出機構と，個体レベルで現れる持続的行動変化の間に隠れて研究が進んでいない放出された神経ペプチドによる神経回路修飾の役割を探ることを目的として，生殖行動の動機づけに関わる終神経GnRH3ペプチド神経系をモデルとして以下の研究を実施した。
①嗅球神経回路に対するGnRH3ペプチドによる修飾機構を調べる過程で、コリン作動性入力がキンギョ終神経GnRH3ニューロンにバースト発火を誘起することが明らかになった。②その過程でキンギョ嗅球がドワーフグラミーよりも多量の終神経GnRH3ニューロンを含んでいることに気づき、簡単な培養操作によって終神経GnRH3ニューロンと同ニューロンから放出されるGnRHペプチドが神経修飾作用を及ぼす嗅球神経回路の両者を含んだ、キンギョ終神経GnRH3ニューロン・嗅球ニューロン共培養系を作出することに成功した。また同培養系に単一細胞electroporation法を適用し、多様な蛍光タンパク質遺伝子を目的に合わせて導入・発現させ、単一終神経GnRH3ペプチドニューロンにおける活動依存的な細胞内Ca2+濃度変化や分泌小胞輸送、局所開口放出のライブセルイメージングを行うことが可能となった。③GnRHペプチドが魚類視覚中枢である視蓋の神経活動をCa2+依存性K+電流を賦活することで抑制性に修飾することが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Morphological analysis of the early development of telencephalic and diencephalic gonadotropin-releasing hormone neuronal systems in the enhanced green fluorescent protein-expressing transgenic medaka lines (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, A., Islam, S.M., Abe, H., Okubo, K., Akazome, Y., Kaneko, T., Hioki, H., Oka, Y.
  • 雑誌名: J. Comp. Neurol. 巻: 524 ページ: 896-913
  • DOI: 10.1002/cne.23883
  • 査読あり
• [雑誌論文] GnRH suppresses excitability of visual-processing neurons in the optic tectum (2015)
  • 著者名/発表者名: Umatani, C., Misu, R., Oishi, S., Yamaguchi, K., Abe, H., Oka, Y.
  • 雑誌名: J. Neurophysiol. 巻: 114 ページ: 2775-2784
  • DOI: 10.1152/jn.00710.2015
  • 査読あり
• [学会発表] メダカ視蓋ニューロン視覚応答特性のin vivo記録 (2015)
  • 著者名/発表者名: 後藤友里・阿部秀樹
  • 学会等名: 第11回水生動物の行動と神経系シンポジウム
  • 発表場所: 横浜市立大学医学部
  • 年月日: 2015-12-05 – 2015-12-06
• [学会発表] 硬骨魚類における中枢視覚路の進化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 萩尾華子、佐藤萌、阿部秀樹、山本直之
  • 学会等名: 第11回水生動物の行動と神経系シンポジウム
  • 発表場所: 横浜市立大学医学部
  • 年月日: 2015-12-05 – 2015-12-06
• [学会発表] Evolution of the ascending visual pathways in teleosts (2015)
  • 著者名/発表者名: Hagio, H. Satou, M. Abe, H. and Yamamoto, N.
  • 学会等名: 45th Annual Meetings, Society for Neuroscience
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 2015-10-17 – 2015-10-21
  • 国際学会
• [学会発表] Neuromodulation of retino-tectal neurotransmission via extrahypothalamic GnRH neurons (2015)
  • 著者名/発表者名: Umatani, C. Misu, R. Oishi, S. Abe, H. and Oka, Y.
  • 学会等名: 45th Annual Meetings, Society for Neuroscience
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 2015-10-17 – 2015-10-21
  • 国際学会
• [学会発表] 脱分極刺激によって生じたキンギョ培養終神経GnRH3ニューロンにおける分泌小胞移動変化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 志賀将雄・阿部秀樹
  • 学会等名: 日本動物学会8６回大会
  • 発表場所: 朱雀メッセ新潟コンベンションセンター
  • 年月日: 2015-09-17 – 2015-09-19
• [学会発表] Neuromodulation in fish visual system via terminal nerve GnRH neurons (2015)
  • 著者名/発表者名: Umatani, C., Misu, R., Oishi, S., Abe, H., Oka, Y.
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場
  • 年月日: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [学会発表] In vitro culture system of goldfish terminal nerve GnRH3 peptidergic neurons for studying peptide release and their neuromodulation mechanisms (2015)
  • 著者名/発表者名: Abe, H. and Shiga, M.
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場
  • 年月日: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [備考] 名古屋大学大学院生命農学研究科水圏動物学研究分野
  • URL: https://www.agr.nagoya-u.ac.jp/~hikaku/
• [備考] 水圏動物学研究分野神経生理学研究グループ（阿部）
  • URL: https://lfbphysiol.wordpress.com/