母子間化学コミュニケーションの分子機構の解明

2018 年度 実績報告書

• 研究領域: 化学コミュニケーションのフロンティア
• 研究課題/領域番号: 18H04610
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 廣田 順二 東京工業大学, バイオ研究基盤支援総合センター, 准教授 (60405339)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 化学感覚 / 嗅覚 / 嗅覚受容体 / 化学コミュニケーション

研究実績の概要

本研究では「母子間の化学コミュニケーションの分子基盤」を明らかにすることを目的とし、マウス羊水中に含まれる嗅覚受容体の天然物リガンドを同定し、受容体との対応づけをおこなう。さらにこれらの匂い物質が、生物学的・生理学的にどのような機能をもつのか解析をおこなう。これまでに、羊水中に嗅神経細胞によって感知される匂い物質が存在することを明らかにし、嗅神経細胞軸索の投射先である嗅球の糸球体の発火パターンの解析結果から、羊水中の匂い成分をリガンドとする嗅覚受容体の数は、約30種類前後と推定している。現在までに、６種類の嗅覚受容体を同定した。
課題１および2では、引き続き羊水中の成分に応答する嗅覚受容体のクローニングをおこなうとともに、これまでに同定した嗅覚受容体を培養細胞再構成系に発現し、カルシウムイメージングによって羊水中の応答成分を単離、同定を目指した。しかしカルシウムイメージングのS/N比が悪く、嗅覚受容体が認識する羊水成分の同定には至っていない。一方、羊水成分の分析を領域内共同研究として開始し、羊水中の脂肪酸に着目したGC-MS解析をおこなった。その結果、C9からC26の直鎖脂肪酸が検出された。この中には先行研究において抗不安効果があるとされている成分も含まれていた。そこでマウスに対して抗不安行動があるかどうかを行動学的に検証し、有意にマウスの不安行動緩和効果があることを明らかにした。今後、羊水成分解析と個々の成分に応答する嗅覚受容体のクローニング実験を検討する。
その他のプロジェクトとして、領域内共同研究を含む脊椎動物間で例外的に高度に保存された新規フェロモン受容体候補分子に同定に成功し、マウスおよびネッタイツメガエルでの発現解析に貢献した。

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

課題１は順調に推移しており、また羊水の成分分析を領域内共同研究として開始するなど、新規の実験についても推進している。ただし、課題２において、これまで同定した羊水応答性の嗅覚受容体（課題１）を培養細胞再構成系に発現し、羊水成分への応答を指標に当該嗅覚受容体が認識する羊水成分の単離、同定を目指しているが、カルシウムイメージングのS/N比が悪く、分画した羊水成分への応答性の解析には遅れがでている。

今後の研究の推進方策

課題２でS／N比の改善が見込まれない場合、ルシフェラーゼアッセイ等、他のアッセイ方法を検討する必要がある。一方、羊水成分分析とマウス行動実験から、羊水中にマウスに対して抗不安効果を示す成分があることを示すことができている。今後、受容体の同定など、リガンドからの解析も進める予定である。

研究成果

• [雑誌論文] A single pheromone receptor gene conserved across 400 million years of vertebrate evolution (2018)
  • 著者名/発表者名: Hikoyu Suzuki, Hidefumi Nishida, Hiro Kondo, Ryota Yoda, Tetsuo Iwata, Kanako Nakayama, Takayuki Enomoto, Jiaqi Wu, Keiko Moriya-Ito, Masao Miyazaki, Yoshihiro Wakabayashi, Takushi Kishida, Masataka Okabe, Yutaka Suzuki, Takehiko Ito, Junji Hirota, Masato Nikaido
  • 雑誌名: Molecular Biology and Evolution 巻: 35(12) ページ: 2928-2939
  • DOI: 10.1093/molbev/msy186
  • 査読あり
• [学会発表] 羊水中の匂い分子がマウスの生理行動を促す分子基盤の解 (2019)
  • 著者名/発表者名: 久保田理子、永嶌鮎美、廣田順二
  • 学会等名: 第6回ケモビ研究会
• [学会発表] 新規フェロモン受容体候補分子ancV1Rの機能解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 近藤宏、二階堂雅人、廣田順二
  • 学会等名: 第6回ケモビ研究会
• [学会発表] 新規フェロモン受容体候補分子ancV1Rの機能解明 (2018)
  • 著者名/発表者名: 近藤宏、岩田哲郎、鈴木彦有、永嶌鮎美、二階堂雅人、廣田順二
  • 学会等名: 日本味と匂学会第52回大
• [備考] ほぼ全ての脊椎動物に共通するフェロモン受容体を発見
  • URL: https://www.titech.ac.jp/news/2018/042562.html
• [備考] ほぼ全ての脊椎動物に共通するフェロモン受容体を発見（プレスリリース）
  • URL: https://www.titech.ac.jp/news/pdf/tokyotechpr20181004_nikaido_lW54r06f.pdf